A féreglyuk mítosz eredete
1935-ben Albert Einstein és Nathan Rosen mikroszkopikus részecskék viselkedését vizsgálták extrém gravitációs környezetben. Ekkor fedezték fel a matematikai kapcsolatot két tökéletesen szimmetrikus téridő között, melyet később Einstein–Rosen-hídnak neveztek el. Maga a híd nem fizikai átjárót jelentett, hanem inkább egyfajta kapcsolat volt a gravitáció és a kvantumelmélet között, amelynek célja a két nagy fizikai elmélet közös nevezőre hozása volt. Csak jóval később épült rá a spekuláció, hogy ezekből az elméleti hidakból féreglyukat lehetne faragni, melyeken keresztül akár időutazás vagy galaxisokon átívelő közlekedés is lehetséges.
Lényeges szempont, hogy már az 1970-es évek fizikai kutatásai is rámutattak: az Einstein–Rosen-híd nem átjárható. Olyan gyorsan „összeomlik”, hogy még a fény sem tudna áthatolni rajta – tehát ezek a hidak matematikai értelemben instabilak és fizikailag láthatatlanok. A populáris kultúrában azonban makacsul tartotta magát a féreglyuk-mítosz, miközben soha semmilyen közvetlen megfigyelési bizonyíték nem született ilyen objektumok létezésére.
A kétféle időirány
Az újabb vizsgálatok során előtérbe került, hogy a fizika alapvető törvényei nem tesznek különbséget múlt és jövő, bal és jobb között. Az egyenletek mindkét irányban működnek. Modern kvantumfizikai nézőpontból az Einstein–Rosen-híd nem térbeli, hanem időbeli összeköttetést jelent: mintha egy kvantumállapot két része lenne, egyikben az idő előre, másikban visszafelé halad, tükrözve egymást. Ez nem filozófiai kérdés: ha kizárjuk a végteleneket, a kvantumfolyamatok visszafordíthatók – még akkor is, ha erős gravitáció jelenik meg.
A két időirány együtt alkot teljes leírást. A fizikusok a legtöbbször csak az egyik – számunkra „megszokott” – időnyilat választják, de fekete lyukak vagy táguló–összehúzódó univerzumok esetén mindkét irányt figyelembe kell venni. Az Einstein–Rosen-hidak ebben az összefüggésben természetszerűen jelennek meg.
Információ és a fekete lyuk paradoxon
A kvantumvilágban ezek a hidak lehetővé teszik, hogy az információ áttörje az eseményhorizontot – vagyis ami kívülről eltűnik, az nem vész el, hanem az ellentétes, tüköridő irányába folytatja útját. Ez oldhatja meg a hírhedt fekete lyuk információparadoxont, amit Stephen Hawking vetett fel 1974-ben: szerinte a fekete lyukak sugárzanak, végül elpárolognak, és az oda beesett információ megsemmisül. Ezzel azonban sérülne a kvantumvilág törvénye, amely megköveteli az információ megmaradását.
Csakhogy a paradoxon csak akkor jelentkezik, ha ragaszkodunk az idő egyirányúságához. Ha elfogadjuk, hogy a két irány összeadódnak, az információ nem vész el, csupán átkerül az alternatív időirányba – így nem kell sem új fizikát feltételezni, sem furcsa elméleteket bevezetni.
Az univerzum tükörképe és kozmikus relikviák
A mindennapi tapasztalatunk, hogy az idő csak előre látszik folyni – „a rendetlenség nő”, azaz az entrópia egy irányba terel bennünket. Ám kvantumfizikai szempontból ez bonyolultabb játék. Sőt, talán épp ennek rejtett nyomát fedezhetjük fel a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásban, ahol mintegy húsz éve észlelhető egyirányú térbeli aszimmetria. A hagyományos elméletek erre alig adnak esélyt, ám a tüköridő-összetevők felvétele egyszerű magyarázatot szolgáltathat.
Ha mindez igaz, a világmindenséget sem egyetlen, abszolút robbanás – a Nagy Bumm – indította útjára, hanem egy „visszapattanás”, vagyis két egymás tükörképébe forduló kozmikus korszak közötti kvantumátmenet. Ebben a modellben a fekete lyukak nemcsak időirányok, hanem történelmi korszakok között is hidakat képezhetnek. A mi univerzumunk egy összehúzódó „szülő” világból pattanhatott vissza, és ha ez igaz, akkor lehetséges, hogy a korai téridőből származó, mára sötét anyagként értelmezett objektumok – például kis fekete lyukak – átvészelhették a „visszapattanást”.
Végszó: nincsenek sci-fi átjárók, de új fizikai világkép születhet
Az Einstein–Rosen-híd nem nyit átjárót galaxisok között, sőt az időutazás elé sem teríti le a vörös szőnyeget – viszont sokkal radikálisabb jelentést hordoz: segíthet, hogy a gravitáció és a kvantumfizika közös elméletét végre megalkossuk, rámutatva, hogy a téridő mélyén az idő mindkét irányba folyhat. És talán azzal az izgalmas lehetőséggel is szembesülhetünk, hogy a Nagy Bumm csupán a történetünk egyik fejezete volt – a teljes univerzum múltja messzebbre nyúlik, mint hittük.
