Sunt găurile de vierme – wormholes – o realitate fizică? Încă nu ştim – însă teoreticienii se întrec în a găsi şi propune soluţii în care s-ar putea călători dintr-o parte în alta a galaxiei folosind aceste efecte ale teoriei relativităţii generale dar şi o nouă teorie despre Univers care ar permite realizarea unor găuri de vierme care să ne permită să le străbatem fără riscuri.

Gaura de vierme – wormhole – ar fi o deformare extremă a spaţiului şi timpului – care ne-ar permite călătorii dintr-o parte în alta a galaxiei şi chiar şi a Universului, folosind teoria relativităţii generale a lui Einstein. Este însă posibilă realizarea unor astfel de găuri de vierme în care să intrăm cu o navă spaţială şi să ieşim din ele fără să fim în pericol? Un nou articol publicat recent pe arXiv de către doi oameni de ştiinţă, Juan Maldacena, de la Institute of Advanced Study Princeton (institutul unde Einstein şi-a petrecut ultima parte a vieţii) şi Alexey Milekhin, de la Princeton University, care are ca titlu „Humanly traversable wormholes” (Găuri negre care pot fi traversate de oameni) arată cum că ar fi posibilă existenţa unor găuri negre care să permită călătorii intergalactice.

Care este problema cu aceste găuri de vierme? În primul rând pentru a le realiza este nevoie de energie… negativă. Acum, energia negativă ar fi uşor de obţinut dacă ar exista particule cu masa negativă – cum însă aşa ceva nu există, trebuie găsită o soluţie alternativă. O astfel de soluţie este permisă de mecanică cuantică – un exemplu fiind efectul Casimir, cel în care o presiune negativă între două plăci, datorate fluctuaţiilor vidului, se generează.

Există însă şi alte modalităţi de a genera energie negativă, folosing proprietăţi speciale ale unor fermioni (particule cu spin semi-întreg) fără masă. Se poate demonstra cum că particule de acest gen care se mişcă în cerc pot genera o energie negativă şi deci într-un final dă naştere unei găuri de vierme, care să rămână stabilă pentru o perioadă de timp. Un pod între două puncte din spaţiu-timp îndepărtate între ele. Dacă pentru realizarea energiei negative se folosesc particule cunoscute, cele din Modelul Standard, rezultatul este însă o gaură de vierme cu dimensiuni… microscopice, pe care nimeni nu ar putea să o traverseze.

Ca să fie posibile realizarea unor găuri de vierme macroscopice este nevoie de o teorie dincolo de Modelul Standard. Maldacena şi Milekhin au folosit în exemplul lor teoria aşa-numită Randall-Sundrum, în care spaţiu-timpul au 5 dimensiuni şi nu doar 4 – cele pe care le cunoaştem. Acest model a fost introdus pentru a rezolva o serie de probleme din fizica particulelor, însă folosirea lui ajută la generarea de găuri de vierme în care se poate intra cu o navă spaţială!

Cine ar călători în nava spaţială ar ajunge să zicem dintr-o regiune în alta a galaxiei aflate la o distanţă de 10.000 ani lumină într-o secundă, însă pentru un observator extern, adică cei care nu sunt la bordul navei spaţiale, ar fi nevoie de… 10.000 de ani! Deci doar pentru cine se află în nava spaţială călătoria ar dura foarte puţin (minunăţiile relativităţii generale).

Curajoşii care s-ar lansa într-o astfel de aventură, dacă se va reuşi vreodată producerea unor găuri de vierme, trebuie însă să fie atenţi – întrucât acceleraţiile sunt extreme şi chiar şi radiaţia de microunde de fond în această situaţie poate fi periculoasă; ar trebui deci izolată foarte bine nava spaţială.

Evident la ora actuală nu ştim dacă teoria pe care se bazează găurile negre de care v-am vorbit este o teorie care descrie o lume reală sau dimpotrivă nu are nimic de-a face cu Universul în care trăim. Este totuşi un exerciţiu extrem de interesant şi dacă într-o bună zi se va găsi modalitatea de a genera o cantitate suficientă de energie negativă va fi poate posibil să deschidem găuri de vierme şi să călătorim prin Univers la fel cum la ora actuală luăm un avion să mergem dintr-un continent în altul.

[Articol scris de Cătălina Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi Luminiţa Costea, profesor la Colegiului Naţional “Mihai Viteazul”, Sfântu Gheorghe]