Az UFO-k márpedig nem léteznek! – állítja a tudósok többsége. A miértre az esetek legnagyobb részében nem kaphatunk választ, hiszen egy szakember nem süllyed le odáig, hogy ilyen alantas témákkal foglalkozzon… A nyitottabb csillagászok viszont sohasem tartották elképzelhetetlennek, hogy más világokon is élhetnek értelmes lények, de úgy gondolták, azért nem látogathatnak el hozzánk, mert képtelenek lennének legyõzni a csillagközi tér – esetenként akár – több millió fényévnyi távolságait.

Az UFO-kutatók már a kilencvenes évek elején azt állították, hogy a kis szürkék és magas szõkék csészealjai a hipertéren keresztül közlekednek. Ekkor került be a köztudatba az azóta már klasszikussá vált térugrás kifejezés.

Az ezredfordulóra nyilvánvalóvá vált, hogy a tér szerkezete lehetõvé teszi téridõ alagutak kialakulását, és ezekben – elméletileg – lehetséges a kozmikus utazás, sõt az idõutazás is.

Az Einstein-féle általános relativitáselméletnek számos, a józan ész számára meghökkentõ következménye van. Közülük is talán a legbizarrabbak az úgynevezett féreglyukak. Olyan átjárók a téridõben, amelyek kapcsolatot teremtenek két különálló világegyetem, vagy a mi világunk két nagyon távoli pontja között. Nemrég egy orosz elméleti fizikus olyan átjárható féreglyukak létezésének lehetõségérõl számolt be, amelyek kellõen stabilak, és elég nagyok is ahhoz, hogy rajtuk keresztül akár intergalaktikus kapcsolatot is létesítsünk!

A féreglyukak számos paradoxonra vezetnének – egyebek között lehetõvé teszik az idõutazást… –, ezért a fizikusok nagy többsége az Einstein-féle téregyenletek olyan tisztán matematikai megoldásának tekinti õket, amely a valóságban nem létezhetnek. Szergej .V Krasnyikov, a pultrovói obszervatórium elméleti fizikusa egy nemzetközi konferencián nemrég olyan eredményrõl számolt be, amely még ezen is túllép: makroszkopikus méretû, stabil féreglyukak létezésének lehetõségét vázolta fel. A kutató szerint építeni még nem tudnánk ilyeneket, ám kellõ ügyességgel a nyomukra bukkanhatnánk a világegyetemben.

Mindez túl fantasztikus ahhoz, hogy igaz legyen? Mielõtt egy legyintéssel elintéznénk, szellemi kalandnak sem utolsó, hogy közelebbrõl megismerkedjünk ezekkel a furcsa téridõalagutakkal és az átjárható féreglyukak nyújtotta lehetõségekkel.



a meggörbült téridõ

Az Einstein-féle általános relativitáselmélet szerint a téridõ nem önmagában adott, az anyagtól függetlenül létezõ dolog, hanem szerkezetét a benne lévõ anyag határozza meg. Az elmélet számûzi a tömegek közt ható gravitációs erõt, és a testek mozgását a tömegek (az anyag eloszlása) által meggörbített téridõben lehetséges szabad mozgásokkal írja le. Egy hagyományosnak tekinthetõ hasonlat a téridõt kifeszített gumilepedõvel szemlélteti, amely a beléje helyezett tömegek alatt többé-kevésbé behorpad, a testek pedig az így kialakuló, gravitációs gödrökkel teli téridõben úgy mozognak, mint az elgurított golyók.

A tömegektõl távol, ahol a téridõ gyakorlatilag síknak tekinthetõ, a golyó egyenesen gurul, míg a tömegek közelében pályája elgörbül. Megfelelõ sebesség esetén a golyó a gödör lejtõjén körbefutó körpályára is állhat, így alakulnak ki például a Naprendszer stabil bolygópályái. Ha a golyó sebessége ehhez kevés, akkor bezuhan a gödörbe.

Az általános relativitáselméletben a tömegek téridõ görbítõ hatását az Einstein-féle téregyenletek adják meg. Már 1916-ban, közvetlenül azután, hogy Einstein közzétette õket, Karl Schwarzschild német csillagász megtalálta a téregyenletek elsõ, matematikailag szigorúan pontos megoldását egy gömbszimmetrikus, nem forgó test esetében. Csaknem másfél évtized múlva, amikor Einstein és Nathan Rosen nagyon gondosan megvizsgálta a Schwarzschild-megoldást, megrázó felfedezést tettek.

Eredményük megértéséhez nézzünk egy csillagot, amely már minden nukleáris tüzelõanyagát elfogyasztotta, s gravitációs összeomlásba kezdett. A kollapszus során a csillag körül a téridõ egyre görbültebbé válik.



csillagkapuk

Ha az összeroskadó csillag tömege többszörösen meghaladja a Napét, akkor az összehúzódás addig folytatódik, míg a lyuk átmérõje nullára nem zsugorodik, s az anyagsûrûség és vele a téridõ görbülete végtelenre nõ. A téridõben így kialakuló szingularitás az úgynevezett fekete lyuk, amely minden beléje kerülõ anyagot végleg elnyel (még a fényt is). A fekete lyukhoz közeledõ anyag akkor tûnik el a világból, amikor átlépi az úgynevezett eseményhorizontot: ez az a felület, amelyen belülrõl már lehetetlen kapcsolatot teremteni a külvilággal. Ez legfeljebb a fényénél nagyobb sebességgel volna lehetséges, az viszont – szintén a relativitáselmélet szerint – nem léphetõ át. Gumilepedõs hasonlatunkhoz visszatérve mindez olyan, mintha a lepedõ anyaga nem volna tökéleteses rugalmas, és a túl nagy terhelés hatására kilyukadna.

Az igazán megrázó felismerés azonban még hátravan. Matematikailag ugyanis a megoldás itt korántsem ér véget: a szingularitáson átlépve a tér görbülete újra csökkenni kezd, és az egyre öblösödõ csõ végül újra kinyílik. Ennél a nyílásnál azonban éppen a fordítottja történik mindannak, amit a fekete lyuknál láthattunk, mivel itt az anyag csakis kifelé áramlik: fehér lyuk jön létre, amelynek torkából állandóan anyag és energia lövell ki. Az így kialakuló bonyolult geometriájú szerkezet a féreglyuk, más néven Einstein–Rosen-híd. De mit kapcsol össze ez a híd? Matematikailag két lehetõség kínálkozik: két különálló világot vagy egyazon világ két távol esõ tartományát. Így látszólag nincs akadálya annak, hogy egy ilyen féreglyukon át hipp-hopp, átcsússzunk a világ egyik pontjából egy távoli másikba. Szerencsére van egy bökkenõ: ahhoz, hogy ezt megtegyük, keresztül kell haladnunk a szingularitáson, azaz a téridõ végtelen görbületû és anyagsûrûségû tartományán, ami óhatatlanul végzetes következményekkel járna. (Tegyük hozzá, nem csak ez a baj. Gondosabb elemzéssel kimutatható: a szingularitás olyan természetû, hogy ezt az utat nemhogy egy ûrhajós, hanem még egy klasszikus elemi részecske sem tehetné meg, ehhez ugyanis bizonyos szakaszokon a fényét meghaladó sebességgel kellene haladnia.)

De vajon létezik-e mindez a valóságban? Nos, a fekete lyukak létezését az eddig felhalmozott bizonyítékok tükrében ma már szinte senki sem vonja kétségbe, sõt, a legújabb röntgenmûholdak tüzetesen vizsgálják a közvetlen környezetükben végbemenõ folyamatokat. Fehér lyukak jelenlétére azonban egyelõre nincs semmiféle bizonyíték.



A MINDENSÉG ÁTJÁRÓI

A hozzáértõk számára egyértelmû eligazodást nyújtó ábrázolás, az úgynevezett Penrose-diagram. Ez egy különleges téridõ-térkép, amelyen nyomon követhetõ a forgó fekete lyuk eseményhorizontján belülre zuhanó ûrhajós további sorsa.

1985-ben született egy olyan megoldást, amelyben megkerülhetõ a szingularitás, s az utazót nem éri utol baljós végzete. Érdekességként idekívánkozik, hogy a kutató barátjának és professzortársának, Carl Sagannak a kérésére látott a munkához, akinek Kapcsolat címû mûvében a hõsnõnek (a megfilmesített változatban Jodie Foster játszotta) egy téridõalagúton átsuhanó kabinban kell eljutnia a Földrõl a Vega csillag rendszerébe.

A Thorne által talált átjárható féreglyuknak csupán egyetlen szépséghibája volt: ahhoz, hogy a bejáratai stabilan nyitva maradjanak, a belsejében negatív energiasûrûségû anyagnak kellett lennie, amely negatív téridõ-görbületet hoz létre, s például a fényt nem maga felé, hanem éppen az ellenkezõ irányba görbíti. Ilyen egzotikus anyag egyelõre nem ismeretes, bár az elektromágneses tér vákuumfluktuációiban átmenetileg néha kialakul efféle állapot.

Kérdés, hogy ha felfedeznénk és netán elõ is állítanánk ilyen egzotikus anyagot, akkor építhetnénk-e átjárható féreglyukat. Megoldást a kvantumfizika ígér. A féreglyuk fenntartásához és felpumpáláshoz szükséges egzotikus anyagot ugyanis maga a féreglyuk is létrehozhatja, pontosabban a körülötte kialakuló, negatív görbületû téridõ-szerkezet vákuumfluktuációi termelhetik egy önmagát erõsítõ folyamatban. Eszerint tehát van lehetõség átjárható féreglyuk kialakulására.



kozmikus idõgép

Ha viszont létezhet elég nagy méretû, átjárható féreglyuk, akkor az idõgépként mûködhet. Gondolatkísérlete nyomán képzeljük el, hogy a féreglyuk egyik szája a nappalinkban, a másik pedig mondjuk, a kertben álló ûrhajóban van, amellyel feleségünk, kisebb ûrutazásra indul. Az ûrhajót relativisztikus sebességre gyorsítja, majd egynapnyi utazás után visszafordul, s újabb egy nap elteltével ház kertjében landol. A kettõjüket összekötõ féreglyukon átnézve azonnal láthatjuk ezt, és a kertbe sietünk, hogy üdvözöljük feleségünket. Igen ám, de az ûrhajót nem találja ott! Kedvesünk órája ugyanis az ûrhajóban a relativisztikus sebesség miatt sokkal lassúbb ütemben jár, s a nála eltelt 2 nap a mi óránk szerint 5 év. Tehát csak 5 év múlva találjuk a kertben az ûrhajót és feleségünket – aki eközben szinte semmit, vagyis mindössze két napot öregedett). Az utazás kezdetétõl a befejezésig a lyuk egyik szájánál két nap, a másiknál öt év telt el, miközben a lyukon keresztül bármikor átbújhatnak egymáshoz, azaz öt éven belül tetszõlegesen ugrálhatnak az idõben! Hogy ez kész õrület? Igen, egyike azoknak a képtelen idõparadoxonoknak, amelyeket nagyon jól ismerünk a tudományos-fantasztikus irodalomból.

Amikor kiderült, hogy az átjárható féreglyuk elvben megteremtené az idõutazás lehetõségét, azonnal keresni kezdték, milyen fizikai törvény léphetne közbe, amely megakadályozná az idõgép mûködtetését. Olyan mechanizmust kerestek, amely szétrombolja a féreglyukat, még mielõtt az mûködésbe lépne. Az eredmény azonban meglehetõsen sovány volt, s csupán azt a lehetõséget hagyta, hogy bizonyos kvantumgravitációs vákuumfluktuációk annyira fölerõsödhetnek, hogy lerombolják a féreglyukat. A kvantumgravitáció elmélete viszont egyelõre annyira kidolgozatlan, hogy az erre alapozott érvelés nem túl meggyõzõ.

Mindebbõl úgy tûnik, a fizika törvényei lehetõvé teszik olyan féreglyuk kialakulását, amelyen keresztül idõgépet mûködtethetünk. Annyit azért vegyünk észre, hogy ez az idõgép, legalábbis az egyik irányban, csak korlátozott utazást tesz lehetõvé: az idõgép megalkotása elõtti idõkbe még így sem juthatnánk vissza. Így az a paradoxon, hogy az idõben visszaugorva az idõgép feltalálója megöli önmagát, még mielõtt a gépet feltalálná, itt nem alakul ki. Írott történelmünket tehát – legalábbis az elsõ idõgép elõtti korokra –- nem kell átírni. Ez azonban legfeljebb a történészek számára lehet megnyugtató...

A fizikus, ha végképp nem tud megbirkózni egy ellentmondással, elõbb-utóbb felállít egy olyan általános elvet, amely lehetetlenné teszi az ellentmondás megvalósulását. Jó példa erre a termodinamika második fõtétele, amely egyik megfogalmazásában a másodfajú örökmozgó (perpetuum mobile) megépíthetetlenségét mondja ki. (Ez, persze, nem akadályozza meg a lelkes feltalálókat abban, hogy újabb és újabb örökmozgók ötletével álljanak elõ...) Vajon nem lehetne ennek mintájára azt is kimondani, hogy márpedig idõgép nem építhetõ? Ez az axióma egy csapásra megoldaná a problémát, ráadásul olyan általános rendezõelvvé válhatna, amely segítene kirostálni a másképp ki nem zárható, de ellentmondásra, paradoxonra vezetõ lehetõségeket. Itt nem csupán az idõutazásra kell gondolnunk, hanem számos, még kiforratlan részecskefizikai és kozmológiai modellre, nem is szólva a kvantumgravitáció elméletének teljesen ingoványos területérõl.

Kimondható ilyen elv. Nem létezhetne a természettudomány (sõt ember sem!), s teljes káoszba fulladna a világ, ha nem érvényesülne benne az okság elve. Minden eddigi tapasztalat arra mutat (és ezt bizonyos számítások is alátámasztják), hogy a világegyetemben mûködik egy általános érvényû törvényszerûség, az úgynevezett kronológiavédelmi elv. Ez, miként a neve is mutatja, sosem engedi felborulni a dolgok ok-okozati sorrendjét. Ha valakit netán a tudomány minden eddig felgyülemlett tapasztalata sem gyõz meg errõl, akkor már csupán Stephen Hawkingnak, korunk legnagyobb élõ kozmológusának szellemes érvelésére hivatkozhatunk. Szerinte ugyanis mi sem bizonyítja jobban ennek az elvnek az érvényesülését, mint az a tény, hogy eddig még nem özönlött el bennünket a jövõbõl érkezõ turisták hada...