Wśród wielu tajemnic kosmicznych szczególnie popularne są „tunele czasoprzestrzenne”. Z ich pomocą bohaterowie przebojów przemierzają różne wszechświaty, ale w rzeczywistości tak zwany most Einsteina-Rosena jest matematycznym dodatkiem do ogólnej teorii względności (GR). W 1916 roku matematyk Nathan Rosen i fizyk Albert Einstein zwrócili uwagę na rozwiązanie najprostszych równań GR opisujących izolowane źródła pola grawitacyjnego. Naukowcy zasugerowali, że ta struktura przestrzenna jest jak „most” łączący dwa identyczne wszechświaty (lub dwa różne punkty w czasoprzestrzeni). Następnie struktury te nazwano tunelami czasoprzestrzennymi (od angielskiego „wormhole” - „wormhole”), ale ich istnienie nie zostało udowodnione. Ale pomimo hipotetycznego statusu, tunele czasoprzestrzenne lub „tule czasoprzestrzenne” są stale obecne w równaniach i pomagają astrofizykom opisać strukturę wszechświata, ruch gwiazd, planet i innych obiektów niebieskich. Ale jeśli naprawdę istnieją, czy można je znaleźć? 

Czarne dziury istniały przez długi czas tylko w równaniach, a Einstein był pewien, że nie da się ich wykryć. Wyobraź sobie, jaka byłaby jego reakcja na oszałamiające sukcesy współczesnej nauki – w 2016 roku naukowcy z laboratoriów LIGO i VIRGO zarejestrowali fale grawitacyjne pochodzące ze zderzenia dwóch czarnych dziur (które są 29 i 36 razy większe od naszego Słońca).

Za swoją pracę fizycy otrzymali w 2017 roku Nagrodę Nobla, a dwa lata później zdziwiona publiczność spojrzała na pierwszy w historii obraz „cienia” czarnej dziury. Rozmawialiśmy o tym historycznym wydarzeniu i o tym, jak naukowcom udało się sfotografować tutaj czarną dziurę. To pierwsze zdjęcie cienia czarnej dziury o nazwie znajdującej się w centrum naszej galaktyki - zwanej Sagittarius A.

Czarna dziura to obszar czasoprzestrzeni, którego przyciąganie grawitacyjne jest tak silne, że nawet sam kwant światła nie może go opuścić. Dziś nikt nie wątpi w istnienie czarnych dziur. Obiekty te są prawdziwe i przypuszczalnie w centrum większości galaktyk we wszechświecie. To prawda, że ​​nasza cywilizacja potrzebowała… 50 lat, aby rozpoznać rzeczywistość i poważnie potraktować tę naukową teorię. Kosmiczne potwory zostały zastąpione tunelami czasoprzestrzennymi, których istnienie jest teraz kwestionowane, ponieważ sami fizycy nie rozumieją, czy tunele czasoprzestrzenne należy traktować poważnie.

Tak więc, zgodnie z teorią fizyczną, tunel czasoprzestrzenny przypomina tunel, który można wykorzystać do szybkich lotów kosmicznych z jednego końca wszechświata na drugi. Teoretycznie mogą nie tylko zmniejszyć odległość między galaktykami (z milionów lat do godzin lub minut w odpowiednich warunkach), ale nawet wykorzystać je jako wehikuł czasu. Niektórzy naukowcy są przekonani o istnieniu tuneli czasoprzestrzennych. Ale jest mały problem: tunele czasoprzestrzenne są niezwykle niestabilne. Oznacza to, że tunele czasoprzestrzenne nie mogą długo pozostawać otwarte (aby coś lub ktoś mógł przez nie przejść).

Tunele czasoprzestrzenne łączą różne części wszechświata i prawdopodobnie różne wszechświaty. Naukowcy nazywają punkty, w których wchodzisz i wychodzisz z tunelu czasoprzestrzennego „ustami”, a sam tunel nazywa się „gardłem”.

W 1988 roku fizyk z Caltech Kip Thorne zasugerował, że tunele czasoprzestrzenne mogą być utrzymywane w stanie otwartym przy użyciu egzotycznej formy energii – materii o ujemnej masie, która odpycha od siebie inną (znaną) materię. Z tego powodu wielu badaczy uważa, że ​​maleńkie tunele czasoprzestrzenne o egzotycznej energii pojawiły się wkrótce po Wielkim Wybuchu i stały się cieńsze i dłuższe w miarę rozszerzania się Wszechświata. W tym przypadku mówimy o efekcie Casimira, który wyjaśnia wzajemne przyciąganie przewodzących ciał nienaładowanych pod działaniem fluktuacji kwantowych w próżni. To właśnie ta ujemna energia działa przeciw grawitacji, utrzymując tunel na powierzchni.

Ciekawym zjawiskiem jest również połączenie tuneli czasoprzestrzennych z teorią kwantową. Ponieważ na poziomie mikro wszystko wokół nas (i nas samych) składa się z atomów i cząsteczek, mogą one pojawić się w pustej przestrzeni tylko po to, by za chwilę zniknąć. Jednocześnie wiele niedawnych eksperymentów wykazało, że informację kwantową można przenosić z jednego miejsca do drugiego. Eksperci twierdzą, że z tego punktu widzenia tunele czasoprzestrzenne są jak połączone ze sobą czarne dziury.

Czarne dziury i tunele czasoprzestrzenne mogą być ze sobą nierozerwalnie związane. Na szczęście fakt, że fizyka kwantowa odgrywa ważną rolę w istnieniu tuneli czasoprzestrzennych, raczej nie pozostanie niezauważony. Oczywiście do tej pory nikt nie widział tych obiektów, ale to nie znaczy, że tunele kosmiczne nie istnieją w przyrodzie. Ostatecznie tunele czasoprzestrzenne mogą pomóc naukowcom zrozumieć najskrytsze tajemnice wszechświata.