Statisztika |
Online összesen: 1 Vendégek: 1 Felhasználók: 0 |
|
az időutazás nulladik éve
2008 lesz az időutazás nulladik éve?
2008. március 7. 15:14, péntek
Az LHC részecskegyorsítótól forradalmi áttöréseket várnak a fizikában, de lehet itt még valami, ami még ezt is túlszárnyalja.
Ahogy arról már több alkalommal is beszámoltunk, az idén megkezdi
működését a világ legnagyobb teljesítményű részecskegyorsítója, a Large
Hadron Collider (LHC). A részecskefizikusok forradalmi áttöréseket
várnak, de lehet itt még valami, ami még ezeket is túlszárnyalja: egy
orosz matematikus páros szerint az LHC lehet a világ első időgépe.
Irina Arefjeva és Igor Volovics utalása enyhén szólva is spekulatív,
azonban ha igazuk van, az mérföldkövet jelentene az emberiség
történetében, amivel 2008. lehetne az úgynevezett nulladik év, mivel a
múltba való visszautazás az első időgép megalkotásának időpontjáig lenne
lehetséges, már amennyiben egyáltalán lehetséges.
Lássuk, kik állítják mindezt. Arefjeva és Volovics egyaránt jó nevű
matematikusok, a moszkvai Szteklov Matematikai Intézet munkatársai,
ennek megfelelően nem is pontosan így hangzik az általuk felvázolt
tétel. Ők egy okviszonyról beszélnek, ami elvileg tesztelhető az
LHC-ben. Bár munkájuk még nem jelent meg a nagyobb szaklapokban, több
fizikus érdeklődését is felkeltette.
Nem véletlenül, a fizikusok évtizedek óta próbálnak előállni az
időutazás egy ésszerű mechanizmusával. A tér és idő viselkedésének
legjobb leírása még mindig Albert Einstein nevéhez és az általános
relativitás elméletéhez fűződik, ezért a kutatók arra koncentrálnak,
hogy hibát találjanak benne, abban a reményben, hogy az megoldja a
kérdést. Ez eddig minimális sikert hozott, még egyetlen időgép terv sem
jutott el a rajzasztalig, az LHC-vel azonban végre eljöhet a várt
áttörés, még ha ez pusztán a véletlen műve lesz is.
Amikor az LHC teljes gőzzel beindul, minden egyes benne utazó részecskét
7 teraelektronvolt (TeV) energiával itat át. Ez nem is olyan sok, 1 TeV
nagyjából egy repülő szúnyog kinetikus energiájának felel meg,
szubatomi méreteken viszont ez az energiamennyiség már elképesztő
dolgokat tud művelni az univerzum anyagával. Az általános relativitás
szerint az univerzumban minden három térbeli és egy időbeli dimenzióval
rendelkezik. A tér-idő egyik különös tulajdonsága, hogy eltorzítja a
világegyetem tartalmának tömege és energiája, ez a gravitációs vonzás
gyökere. A Föld tömege például eltorzítja a körülötte elhelyezkedő
teret, ezért a környezetében minden úgy érződik, mintha a bolygó felé
felé húzódna.
Az idő torzulását igen nehéz megjeleníteni, parányi mértékben mégis
bekövetkezik bármilyen anyag vagy energia jelenlétében. Mitöbb, ha elég
nagy a tömeg vagy az energia koncentrációja, akkor annyira eltorzítható
az idő, hogy az önmagába fordul vissza, mint egy hengerré feltekert lap.
Az így keletkező hurkokat a fizikusok "zárt időszerű görbéknek"
nevezik, melyeknek ha csak elméletben is, de lehetővé kellene tenniük az
idő már elmúlt pillanatainak visszaidézését.
Az első, aki bemutatta, hogyan jöhet létre egy ilyen zárt időszerű
görbe, az ausztrál matematikus, Kurt Gödel volt 1949-ben. Gödel
bizonyítása szerint, ha az univerzum forog, a relativitásnak lehetővé
kell tennie olyan körülményeket, melyben az idő egy hurkot képez
önmagába. Ha sikerül bekerülnünk ebbe a hurokba, akkor újraéljük
ugyanazt a pillanatot egészen addig, míg ki nem keveredünk belőle.
Az elmélet, miszerint a relativitás lehetővé teszi az időutazást, nem
hagyta nyugodni Einsteint, de nem tekintette problémának. Legjobb
tudásunk szerint univerzumunk nem forog, tehát az időutazás ezzel az
elvvel nem jöhet létre. Az sem okozott túl nagy felzúdulást, amikor
1976-ban Frank Tipler a Tulane Egyetem tudósa bemutatta, hogyan képes
egy rendkívüli tömegű, végtelen hosszúságú, gyorsan forgó henger hasonló
eredmény kiváltani, hiszen ebben a formában nem alakítható egy
eszközzé, vagy ha mégis, akkor sem a közeli jövő egyik vívmánya lesz.
1988-ban azonban már kezdtek a dolgok érdekesebbé válni, amikor Kip
Thorne és kollégái előálltak féreglyuk-tézisükkel, mely szerint a
téridőn átívelő alagutak lehetővé teszik az időutazást. A féreglyuk
lezár egy hurkot az időben, olyan mint egy hegybe vájt alagút. Úgy is
átjuthatunk a hegy másik oldalára, ha magán a hegyen kelünk át, az
alagúton keresztül viszont mindez sokkal gyorsabb. Ha körültekintően
választjuk ki a féreglyukat, akár még hamarabb is kijöhetünk belőle mint
bementünk.
Ez az a pont, ahol az LHC belép a képbe. Arefjeva és Volovics szerint a
részecskegyorsító képes féreglyukakat létrehozni és ennél fogva
valamilyen formában megvalósítani az időutazást. Minden részecske, ami
keresztül halad az LHC-n, egyfajta lökéshullámot alkot a tér-időben, egy
gravitációs fodrot, ami eltorzítja a teret és körülötte az időt. Amikor
két ilyen hullám egymás felé tart, a végeredmény igen látványos lehet.
Bizonyos körülmények között az ütköző gravitációs hullámok egy lyukat
szakítanak a téren és az időn.
Hogy mik is pontosan ezek a körülmények, arról még nincs kellő
ismeretünk. Bár Einstein relativitás elmélete nagy vonalakban leírja a
tér-idő tulajdonságait, ez csupán egy közelítés. Ahhoz, hogy
megállapítsák mennyi energia kell egy ilyen lyuk megnyitásához, a
kvantumgravitáció mélyreható ismereteit feltételezi, ami számunkra
jelenleg még elérhetetlen. Az azonban egyáltalán nem zárható ki, hogy az
LHC elérheti az áhított körülményeket. Annak ellenére, hogy a fizikusok
többsége szerint a kvantumgravitáció csak tíz a tizenhatodikon TeV
energiánál kezd szerepet kapni, a Berkeley Egyetem kutatói kimutatták,
hogy bizony 1 TeV energián is megjelenhet.
Arefjeva és Volovics spekulációja a különös tér-idő effektusról azzal
vette kezdetét, hogy a tudósok felismerték, az LHC elég erős lehet apró
fekete lyukak létrehozásához. Két proton ütközése 14 TeV kombinált
energiánál már létrehozhat egy tíz a mínusz tizennyolcadikon méter
átmérőjű fekete lyukat. Arefjeva és munkatársai már tavaly
eljátszadoztak Einstein egyenleteivel olyan módokat keresve, melyekben
kialakulhatnak zárt időszerű görbék. Ekkor vetődött fel a lehetőség,
hogy az LHC akár egy időgépként is funkcionálhat. "Felismertük, hogy a
zárt időszerű görbék és féreglyukak ugyanúgy eredményei lehetnek az
ütközéseknek, mint a fekete lyukak" - mondta Arefjeva.
Több fizikus komolyan elkezdett foglalkozni a lehetőséggel. "Érdekes
tanulmány" - szögezte le J. Richard Gott, a Princeton Egyetem
munkatársa, aki 1991-ben maga is felvetette, hogy a felgyorsított
részecskék elvezethetnek az időutazáshoz. Elmélete szerint, ha két
egymás felé robogó, nagy energiájú részecske hajszál híján elkerüli
egymást, akkor úgy hajlítják meg a tér-időt, hogy a két torzulás
kölcsönhatásának eredménye egy zárt időszerű görbe lesz. Gott
számításaiban a végeredmény azonban nem egyértelmű. Az eldeformálódott
tér-idők létrehozhatnak egy fekete lyukat is az időgép helyett. "Egy
fekete lyuk létrehozásához nagyon hasonló tér és idő csavarodásra van
szükség mint az időgépnél" - magyarázta Gott. Arefjeva és Volovics
számításai ugyanezt tükrözik, sőt szerintük pontosan ugyanakkora az
esély arra, hogy a kölcsönhatásokból mini fekete lyukak születnek, mint
féreglyukak, mindkettő akár másodpercenként tűnhet majd fel a
részecskegyorsítóban.
Mindez nem jelenti azt, hogy karácsonykor már egy időutazással lephetjük
meg magunkat. Ehhez még van pár leküzdésre váró akadály. Az egyik
probléma, hogy ha megnyílnak is a féreglyukak, azok meglehetősen
aprócskák lesznek, olyannyira, hogy csak szubatomi részecskéket
tuszkolhatnánk át rajtuk. Volovics csak az elmélet igazolását várja az
LHC-tól, a féreglyukak létezésére utaló jeleket. Ha az ütközések
energiájának egy része egyszercsak eltűnik, akkor máris lehet arra
gyanakodni, hogy az egy féreglyukon távozott.
A második probléma még mindig a mérethez kapcsolódik. A féreglyuk szája
olyan mint egy lufié, abban a tekintetben, hogy hajlamos összehúzni
magát. Ez csak egyetlen módon küszöbölhető ki, egy olyan anyaggal, ami a
hagyományos ellentettjeként vonzás helyett taszítást fejt ki. Ez már
sokszor elhangzott, egyesek nevet is adtak ennek a soha nem látott
valaminek, a kérdés azonban adott: létezhet ilyen anyag egyáltalán? A
világegyetem tágulásából kiindulva létezhet, a folyamatot a sötét
energiának tulajdonítják. Arefjeva szerint ez a féreglyukak nyitva
tartásában is alkalmazható lenne, csupán azt kellene tudni, hogy a
tér-idő tágulásával a sötét energia sűrűsége növekszik, csökken vagy
állandó marad.
A fizikusok többsége a konstansra szavaz, a kisebbség azonban azt
mondja, hogy a tér-idő tágulásával minden köbcentiméter egyre nagyobb
energiára tesz szert. Ha a sötét energia rendelkezne ezzel a "fantom"
természettel, a tér-idő magába foglalna egy nyomást, ami nyitva tartaná
az LHC féreglyukainak a száját, sőt akár olyan méretekre is
duzzaszthatná, hogy egy ember átjusson rajta. Ha mindez működne, és nem
csupán egy féreglyuk kialakulásának jeleivel kellene beérnünk - lásd
például fekete lyuk, melyeket szintén nem tudunk közvetlenül észlelni -
akkor sem beszélhetünk időgépről. Ehhez valahogy irányítanunk kellene a
féreglyuk másik szájának elhelyezkedését is, ezek azonban nagyon távoli
és spekulatív jövőképek.
Mindenekelőtt meg kell várnunk az LHC beüzemelését, mely jópár kérdésre
választ ad majd a fentebb feltettek közül. Persze több továbbra is
megválaszolatlan marad a 27 kilométeres monstrum tevékenysége ellenére
is, ilyen például a fantomenergia kérdése. Viszont most már lesz egy
hajszálnyi esélyünk hogy látogatókat fogadhatunk a jövőből, azaz 2008.
valóban a nulladik év lesz az időutazás szempontjából.
|
Kategória: CERN-nel kapcsolatos cikkek | Hozzáadta:: tegelysajto (2012-06-19)
|
Megtekintések száma: 491 | Hozzászólások: 3
| Helyezés: 0.0/0 |
|
|
|