Visatos kirmgraužos

Bet kuris iš mūsų pasakys, kad pats didžiausias greitis pasaulyje yra šviesos greitis. Vakuume šviesa sklinda 300 tūkstančių km/s greičiu. per tą laiką, kol skaitote šias eilutes, šviesa suspėtų pasiekti Mėnulį ir sugrįžti atgal. ir net ne vieną, o keletą kartų.

Išėjimas į nulinę erdvę

Tačiau, matuojant kosminiais masteliais, netgi toks, atrodytų, didžiulis greitis yra labai mažas. Artimiausią nuo mūsų Saulės sistemos esančią Proxima Centauri žvaigždę ir jos planetas šviesa pasiektų per 4,2 metus. Tam, kad būtų įveiktas atstumas iki artimiausios Paukščių Takui kitos galaktikos - Andromedos Ūko - šviesai prireiktų apie 2,5 milijono metų.

Pagal pačius optimistiškiausius skaičiavimus pats greičiausias kosminis laivas gali pasiekti greitį, kuris siekia 90 % šviesos greičio (taip yra dėl įvairių apribojimų, kuriuos aprašo Einšteino reliatyvumo teorija). Ar tai reiškia, kad apie tolimas kosmines keliones žmogui lieka tik svajoti? Rašytojai fantastai jau seniai išsprendė šią problemą. Jų manymu, paprasčiausiai reikia atmesti reliatyvumo teoriją ir sukurti virššviesinį variklį, kurio kuras yra antimaterija. Arba išeiti į poerdvę, hypererdvę ar nulinę erdvę, kurioje nėra nei atstumų, nei laiko, kaip mes juos suvokiame. Ir viskas - tu jau kitoje galaktikoje. Nereikia skristi milijonus metų per kosmines erdves, o tiesiog lengvai, greitai ir grakščiai ją perskrosti.

Įdomiausia tai, kad antrasis variantas visiškai neprieštarauja Einšteino idėjoms. Bendroji reliatyvumo teorija neatmeta galimybės, kad prasiskverbti per erdvę galima kažkokiais kanalais, kuriems prigijo „kirmgraužos“ pavadinimas (angl. wormhole).

Ilga sraigės kelionė

Norint vaizdžiai pademonstruoti šią galimybę, reikia paimti paprastą popieriaus lapą. Per patį lapo vidurį pieštuku nubrėžti liniją. Švelniai, nesuglamžant, sulenkti šį lapą, suteikiant jam knygos formą - tokiu būdu, kad pieštuko paliktas pėdsakas, kirsdamas „nugarėlę“, būtų abejose lapo pusėse.

Dabar viena lapo dalis su pieštuko linija kybo virš kitos dalies. Reikia paimti storą adatą ir pradurti abi lapo dalis kažkur šalia pieštuko linijos. Savaime suprantama, kad skylutės bus viena virš kitos. Siekiant dar akivaizdžiau parodyti, reikia paimti kokteilio šiaudelį, nukirpti ar nupjauti jo galą, kurio ilgis lygus atstumui tarp lapo pusių, ir įstatyti į skylutes.

Ši paprasta konstrukcija yra dvimatis mūsų trimačio pasaulio modelis, o plastiko „kanalas“, jungiantis skylutes, - tarperdvinės „kirmgraužos“ modelis.

Pieštuku nubrėžta linija reikalinga tam, kad būtų galima įsivaizduoti vieną iš dviejų galimų erdvės įveikimo būdų. Jeigu ant vieno linijos (ant aukščiau esančios lapo pusės) uždėti pačią mažiausią, vos matomą sraigę ir priversti ją judėti pirmyn, tai visą lapą ji įveiks per keletą valandų. Sraigė judės tiksliai pagal liniją - tai reiškia, pačiu trumpiausiu keliu.

Kadangi sraigė, palyginus su popieriaus lapu, yra labai mažytė, ji net nepastebės savo „erdvės“ išlinkimo - kaip ir pėsčiomis einantis žmogus nepastebi planetos paviršiaus kreivumo. Anksčiau ar vėliau sraigė įveiks „nugarėlę“ ir atsidurs apatinėje popieriaus lapo pusėje, kol, galų gale, pasieks savo kelionės tikslą. Tikslą, kurį būtų galima pasiekti žymiai greičiau, apsižvalgius aplinkui ir pasinaudojus plastiko „kanalu“.

Sraigė - tai mūsų kosminis laivas. Lapas su pieštuku nubrėžta linija - tai erdvė, jungianti Žemę su mums reikalinga žvaigždžių sistema. Mums, kaip ir sraigei, atrodo, kad erdvė yra tiesi, ir tik judėdami tiesia linija nuo Žemės iki pasirinktos žvaigždės mes galime pasiekti tikslą. O iš tiesų, erdvė visiškai neprivalo būti tiesi. Ji gali būti ir išlenkta -kaip mūsų popieriaus lapas. Tokiu atveju mums reikia rasti tik kokteilio šiaudelio analogą - „kirmgraužą“, ir sugebėti ja pasinaudoti.

Per „kirmgraužas“ - į žvaigždes?

Deja, apie praktinį „kirmgraužų“ panaudojimą, norint pasiekti tolimus kosmoso objektus, kol kas nekalbama. Jų savybės, tipai, galimos buvimo vietos kol kas žinomos tik teoriškai, nors ir tai jau nėra mažai. Yra ne vienas pavyzdys, kaip, atrodytų, visiškai mažą tikimybę turinčios mokslininkų hipotezės leido sukurti naujas technologijas, kurios iš esmės pakeitė žmonijos gyvenimą. Atominė energija, kompiuteriai, mobilusis ryšys, genų inžinerija - ar dar reikia įrodymų?

Apie „kirmgraužas“ kol kas žinoma štai kas. 1935-ais metais Albertas Einšteinas ir fizikas Natanas Rozenas (Nathan Rosen) paskelbė prielaidą, kad egzistuoja savotiški tuneliai, jungiantys įvairias nutolusias erdvės sritis. Tuo metu šie tuneliai nebuvo vadinami „kirmgraužomis“, o paprasčiausiai - „Einšteino-Rozeno tiltais“. Tam, kad tokie tiltai atsirastų, reikia, kad erdvė labai stipriai išsikreiptų, o jų pačių egzistavimo laikas yra labai trumpas. Niekas nesugebėtų „perbėgti“ per tokį tiltą - dėl gravitacijos poveikio jis beveik iš karto „užsidarydavo“.

Tai reiškia, kad „Einšteino-Rozeno tiltas“ neturėjo visiškai jokio praktinio pritaikymo, nors jo tyrimas reliatyvumo teorijos požiūriu buvo labai naudingas.

Vėliau atsirado idėjos, kad kai kurie tarperdviniai tuneliai gali egzistuoti pakankamai ilgai, esant sąlygai, kad jie užpildyti tam tikros egzotiškos materijos, turinčios neigiamą energijos tankį. Tokia energija sukurs ne gravitacinę trauką, o atstūmimą, todėl neleis kanalui „užsiverti“. Būtent tuomet ir atsirado terminas „kirmgrauža“ ...

Amerikiečių fizikas Džonas Arčibaldas Vileris (John Archibald Wheeler) (1911-2008 metai), vystydamas „kirmgraužų“ teoriją, iškėlė prielaidą, kad jos užpildytos elektriniu lauku. Dar daugiau - patys elektriniai krūviai, iš esmės, yra mikroskopinių „kirmgraužų“ angos. Rusų astrofizikas akademikas Nikolajus Kardaševas mano, kad „kirmgraužos“ gali pasiekti didžiulį dydį, o mūsų galaktikos centre yra visiškai ne didelė juodosios skylės, o būtent tokių „kirmgraužų“ angos.

Busimosioms kosminėms kelionėms praktinę reikšmę turės „kirmgraužos“, kurios stabilią būseną išlaiko pakankamai ilgą laiką ir per jas gali praskristi kosminiai laivai.
Amerikiečiais Kipas Tomas (Kip Thorne) ir Maiklas Morisas (Michael Morris) sukūrė tokių kanalų teorinį modelį. Tačiau jų stabilumą užtikrina būtent „egzotiškoji materija“, apie kurią praktiškai nieko nežinoma ir į kurią, galimas dalykas, žmonių technikai geriau nelįsti.

Rusų teoretikai Sergejus Krasnikovas iš Pulkovo observatorijos ir Sergejus Suškovas iš Kazanės federalinio universiteto iškėlė idėją apie tai, kad „kirmgraužos“ stabilumas gali būti pasiektas be jokio neigiamo energijos tankio, o poliarizuojant vakuumą, esantį „kirmgraužoje“ (taip vadinamas „Suškovo mechanizmas“).

Dabartiniu metu yra ne viena teorija, bandanti paaiškinti „kirmgraužas“. Gana bendra ir daug ką apimanti klasifikacija „kirmgraužas“ skirsto į praeinamas, t. y. stabilias (Moriso-Torno kirmgraužos), ir nepraeinamas (Einšteino-Rozeno tiltai). Be to, savo dydžiu kirmgraužos yra labai nevienodos - nuo mikroskopinių, iki milžiniškų, kurių dydis prilygsta galaktinėms „juodosioms skylėms“. Pagal savo paskirtį „kirmgraužos“ būna „pasaulinės“ (intra-universe), jungiančios skirtingas vienos ir tos pačios išlinkusios Visatos vietas, bei „tarppasaulinės“ (inter-universe), kuriomis galima patekti į kitą erdvės ir laiko kontinuumą.