Čtvrtá dimenze a červí díry

Většina čtenářů zábavných příloh novin a časopisů považuje cestování člověka vesmírem rych­lostí světla (podobně jako fantazijní „stroj času“ umožňující lidem cestovat do minulosti) za zcela reálné. Přitom si neu­vědomuje, že přenos informace je něco úplně jiného, než přenos hmoty.

Je sice pravda, že in­formace může letět rychlostí světla, ale gigantický shluk atomů a molekul, jaký před­stavuje ast­ronaut, rychlostí světla v praxi letět nemůže. To mu zá­kladní pří­rodní zákony, kte­rými se řídí masa hmoty ve vesmíru, prostě a jednoduše nedovolí. Astronaut by mohl někdy v daleké bu­doucnosti letět rychlostí blížící se rychlosti světla jen v případě, že by mu nějaká neznámá, so­fistikovaná technická zařízení umožnila se s těmito pří­rodními zá­kony nějak vypo­řádat, což je však (z hle­diska našich současných poznatků) málo pravdě­podobné. Za více prav­děpodobnou můžeme označit jinou možnost, totiž že by astronaut mohl v daleké budoucnosti eventuálně cestovat teo­retickými fyziky diskutovanou červí dírou. Tou by nemusel cestovat rychlostí světla, a přesto by se v námi pozorovaném prostoru přemístil za tak krátkou (námi měřenou) dobu, až by to v nás vyvolávalo dojem, že se pohyboval rych­lostí, jakou se pohybuje světlo (z hlediska pozorovatele mimo červí díru případně i větší). Ovšem řada vědeckých fun­damentalistů se k této možnosti vyja­dřuje v tom smyslu, že transfer hmoty červí dírou je málo prav­děpodobný, neboť v kosmu či v přírodě by musela existo­vat nějaká forma negativní energie, na­příklad teoretickými fyziky uva­žovaná anti­gravitace. Če­muž podle fundamentalistů žádný z dosavadních vědeckých poznatků nenasvěd­čuje. 

Naproti tomu v posledních letech fyzikální laboratoře podávají v odborných, recenzovaných časopisech zprávy o tom, že výsledky jejich expe­rimentů tzv. negativní energii dokládají, že tedy negativní forma energie existuje. Přičemž platí, že pokud byla negativní forma energie pozorována ve fy­zikálních labo­ratořích, potom by logicky měla exis­tovat i kde­koliv na naší „modré“ planetě, tedy i v prostoru kolem nás. Před teoretickými fyziky tak stojí otázka, zda se eventuálně mohou na Zemi vyskytovat nějaké přírodní jevy, které bychom mohli označit za hypotetické projevy červích děr. A možná si v této souvislosti konečně uvědomí, že řada badatelů v 19. sto­letí pozorovala a zaznamenávala ve svém okolí projevy negativní ener­gie, kte­rou bychom dnes mohli nazvat anti­gravitací. A nejen to. Ač se to zdá být málo pravděpo­dobné či neuvěřitelné, řada badatelů v 19. století pozoro­vala i jevy zvané teleportace, které bychom v termínech současné fyziky (dokud nebudeme znát jejich skutečnou podstatu) mohly označovat za hypotetické projevy červích děr. 

Celá řada fyziků dnes nepochybuje o tom, že červí díry opravdu existují a že jsou všude kolem nás. Podle současných představ jsou ovšem tak maličké, že je nikdy neuvidíme, neboť jejich veli­kost odpovídá nejmen­ším známým jednotkám zvaným Planckova délka, což je nejkratší vzdále­nost, o které se ještě vůbec můžeme něco dozvědět. Nejnovější výzkum však nasvědčuje tomu, že právě miniaturní červí díry by po dlouhých létech bádání a vymýšlení nových rovnic mohly ko­nečně smířit obecnou teorii relativity s pro laika poněkud bizarní kvantovou elektrodynamikou. Na stopu možného řešení letitého problému přivedla ba­datele kvantová provázanost částic zvaná „entangle­ment“.

Když se ukázalo, že kvantové čás­tice mohou být vzá­jemně pro­pojeny tak, že bez ohledu na vzdálenost mezi nimi vykazují při pozoro­vání tytéž vlast­nosti, na­zval Albert Einstein tento jev ”straši­delné působení na dálku”. A přece se moderní příro­dověda ne­pře­stala tímto je­vem zabývat jen proto, že Einstein hovořil o „strašidel­ném“ půso­bení, ale rakouský no­sitel Nobelovy ceny Erwin Schrödinger nazval Ein­steinovo „stra­šení“ ná­sledně ”provázaností”, kterou prohlá­sil za základ kvantové fyziky. Kvantovou provázaností částic se rozumí stav, kdy se změna jednoho systému v mikrosvětě okamžitě projeví na druhém systému, bez ohledu na vzdálenost oba sys­témy dělící. Pokud například ve stejném okamžiku u dvojice provázaných částic změ­říme jejich spin, tak ho budou mít opačný, i kdyby je v tu chvíli dělily stovky kilometrů. Zrovna tak platí, že pokud se změní chování jedné částice z kvantově provázaného páru, změní se okamžitě i cho­vání druhé částice nezávisle na tom, jaká vzdálenost byla mezi nimi naměřena. Vysvětlit ta­ko­véto chování částic po dlouhou dobu nikdo neuměl a situace se zdála být bezna­dějnou. Až do chvíle, než přišly dva nezávislé týmy vědců s nápadem, že propo­jení částic na dálku může sou­viset s červí dírou. 

Kristan Jensen z kanadské Univerzity ve Victorii a Andreas Karch z Washingtonské univerzity v Seattlu se zabývali entanglováním hypotetických kvazičástic v rámci supersymetrické Yang-Millsovy teorie. Výsledky své práce, kdy používají takzvaný holografický princip, publikovali 20. listopadu 2013 v Physical Review Letters. V jejich matematickém modelu entanglement částic z námi vnímaného třírozměrného světa souvisí s geometrií červích děr ve čtyřrozměrném světě. Julian Sonner z Massachusettského Institute of Technology v Cambridge, který vy­chází z původních výpočtů Karchovy a Jensenovy práce, v odborném periodiku pak také kon­statoval, že kvantové provázání částic v našem třírozměrném světě je důsledkem červí díry ve světě čtyřrozměrném. Samo­zřejmě jde v obou případech o pouhé matematické modely, ale Karch a jeho kolegové jsou toho mínění, že jejich výpočty představují první krok k ověření holografického principu. Neboť jejich model bez gravi­tace, jak Karch říká, představuje "konkrétní realizaci myšlenky, že geomet­rie červí díry a kvan­tová provázanost mohou být různými projevy stejné fy­zikální reality (con­crete realization of the idea that wormhole geometry and entanglement can be different manife­stations of the same physical reality).“

Jestliže však hovoříme o antigravitaci coby negativní energii, je třeba zde zmínit fakt, že naše současné představy o „zemské tíži“, tedy o námi pozorovaném projevu gravitace, se v dohledné době mohou změnit. Může za to Erik Verlinde, původem Holanďan, který do roku 1993 (než se přestěhoval nazpět do Holandska) působil v Princetonu jako profesor teoretické fyziky. Dnes pů­sobí na Univerzitě v Amsterodamu, souběžně na částečný úvazek na Univerzitě v Utrechtu, v americkém Princetonu a v Evropském středisku jaderného výzkumu CERN. Jako teoretický fyzik se vě­nuje zejména teorii strun, která se pokouší o spojení obecné relativity s kvantovou te­orií pole, přičemž však takovýto pokus o sjednocení vyžaduje více dimenzí prostoru, než kolik jich my vnímáme. Erik Verlinde je toho názoru, že gravitace jako primární interakce neexistuje, neboť je pouhým makroskopickým projevem růstu entropie mikroskopických systémů. Gravitaci chápe jako entropickou sílu, což znamená, že gravitace je pouhým důsledkem statistického cho­vání objektů mikrosvěta. 

Verlindeho pojetí gravitace představuje neověřenou hypotézu. O případném potvrzení či vyvrá­cení jeho koncepce gravitace rozhodnou až fyzikální experimenty. Pokud by se však Verlindova hypotéza experimentálně potvr­dila, znamenalo by to, že ve skutečnosti existují jenom tři zá­kladní přírodní síly. A teoretická fyzika by se tak zbavila problémů s dosud nevyřešenou kvanto­vou gravitací, považovanou za čtvrtou základní sílu, což by mnoho fyziků uvítalo. Ale aby to nebylo tak jednoduché, Verlin­deho úvahy se dotýkají též existence pro­storu a času. Neboť v jeho koncepci chování objektů mikrosvěta se prostor a čas automaticky vynoří v důsledku existence entropie na hranici dané ob­lasti (uzavřeném holografic­kém plátně). Lidově řečeno, ve Verlindeho hypotéze čas bez entropie prostě neexistuje.  

Jestliže něco nevidíme, neslyšíme, ani necítíme, neznamená to ještě, že to neexistuje a že to nemůžeme zkoumat. Například magnetické pole permanentních magnetů nevnímáme, a přitom stačí dva z nich na určitou vzdálenost k sobě přiblížit, a už jeden k druhému přiskočí v důsledku pro nás neviditelné síly. A jestliže tyto magnety od sebe odtrhneme a obrátíme k sobě stejnými póly, budou se zas odpuzovat. Tak se můžeme přesvědčit o tom, že v přírodě existují fyzikální síly, které svými smysly sice nevnímáme, ale při určitých pokusech můžeme pozorovat jejich projevy a důsledky. Zrovna tak ovšem badatelé v 19. století na různých experimentálních seancích pozorovali levitaci (dnes označovanou za projevy antigravitace) a jen vzácně se vyskutující záhadné transfery hmoty prostoročasem. Přičemž laická veřejnost dodnes podává zprávy o sporadickém výskytu takovýchto jevů, o než akademická obec pro jejich obecně rozšířený mylný výklad vůbec nejeví zájem, dokonce je mnohdy označuje za pouhé vý­plody chorých mozků, za pouhé mýty, nebo podvody, aby je smetla prostě a jednoduše ze stolu. 

Transfery hmoty prostoročasem byly v minulých dobách označovány za teleportaci. Ovšem dnešní „kvantová teleportace“, se kterou se setkáváme v odborné literatuře, nemá s původním smyslem slova teleportace prakticky nic společného. Termín „teleportace“, pod kte­rým byl v první půli 20. století chápán „přenos hmoty na dálku“, zavedl roku 1931 novinář a spisovatel Charles Fort, který shromažďoval a posléze pak publikoval zprávy o jevech spojovaných s existencí čtvrté prostorové dimenze, které jsou v dnešní terminologii označovány za transfer hmoty prostoročasem. Nutno však podotknout, že i když byl fenomén zvaný červí díra roku 1935 Albertem Einsteinem a Nathanem Rosenem popsán jako "Einsteinův-Rosenův most", Charles Fort (i když mu to bývá novináři mylně přisuzováno) nikdy ve svých textech teleportaci červí dírou ne­vysvětloval. 

Pokud bych měl všechny dosavadní informace o červích dírách shrnout, pak červí díry předsta­vují dosud málo známé přírodní jevy. Nejsou to jen jakési vědecko-fan­tastické dopravní zkratky mezi hvězdami, vyhražené pro cestování vesmírných korábů po­zem­ských či mimozem­ských. Červí díry se mnoho teoretických fyziků snaží nej­různějšími ma­tematic­kými modely popsat či definovat, což má však jeden háček. V takovýchto matematic­kých mode­lech si žádný fyzik s lidmi vnímanými třemi rozměry prostoru nevystačí. Jinak řečeno, k popsání či definici červích děr kvantová fyzika potřebuje mimo nám důvěrně známých třech prosto­rových di­menzí minimálně ještě jednu, čtvrtou dimenzi. Což znamená, že v matema­tických modelech současné fyziky protoročas obsahuje spolu s časem minimálně čtyři rozměry prostoru.  

Ovšem s existencí čtvrté dimenze, jako čtvrtého rozměru námi vnímaného prostoru, se většina ortodoxních skep­tiků a vědeckých fundamentalistů nehodlá smířit. Ne všichni tak činí z neznalosti dané problematiky. Ti sečtelí a historie znalí tak činí přede­vším proto, že nemohou přenést přes srdce existenci něčeho, co mělo na konci 19. a na začátku 20. století obhajovat existenci podivných fyzikálních jevů, s ni­miž se na třech kontinentech, tedy v Evropě, Americe a Austrálii, při zkoumání projevů mediumity na experimentálních seancích setkávali nepředpojatí badatelé.

Vědci mají plán, jak najít nové dimenze vesmíru :

http://technet.idnes.cz/vedci-maji-plan-jak-najit-nove-dimenze-vesmiru-f4d-/tec_vesmir.aspx?c=A070308_183831_tec_vesmir_kuz