{"id":10379,"date":"2026-01-06T09:06:43","date_gmt":"2026-01-06T08:06:43","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/?p=10379"},"modified":"2026-01-06T09:06:43","modified_gmt":"2026-01-06T08:06:43","slug":"czy-tunele-czasoprzestrzenne-istnieja-poza-stranger-things","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/naukowy\/2026\/01\/06\/czy-tunele-czasoprzestrzenne-istnieja-poza-stranger-things\/","title":{"rendered":"Czy tunele czasoprzestrzenne istniej\u0105 poza Stranger Things?"},"content":{"rendered":"\n
\"\"<\/a>
Masa zakrzywia przestrze\u0144, zgodnie z r\u00f3wnaniami teorii wzgl\u0119dno\u015bci po\u0142\u0105czenie dw\u00f3ch zakrzywie\u0144 mog\u0142oby prowadzi\u0107 do tunelu czasoprzestrzennego. AllenMcC, za Wikimedia Commons<\/a>, CC BY-SA 3.0<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Czy na blogu popularno-naukowym warto omawia\u0107 zjawiska popkultury? Tak \u2013 je\u015bli maj\u0105 istotne znaczenie b\u0105d\u017a prowokuj\u0105 do ciekawych analiz. W przypadku bij\u0105cego rekordy popularno\u015bci serialu \u201cStranger Things\u201d, kt\u00f3ry kolejny raz zablokowa\u0142 serwery Netfliksa, ju\u017c tak robi\u0142em<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

(Tak, b\u0119d\u0105 spoilery).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Nauka polega jednak w du\u017cej mierze na zadawaniu w\u0142a\u015bciwych pyta\u0144. Nie maj\u0105 sensu pytania, kt\u00f3rych i tak nie rozwi\u0105\u017cemy, np. \u017ale zdefiniowane. Przyk\u0142adem zalewaj\u0105ca Internet dyskusja, czy ostatni odcinek by\u0142 wybitny, czy beznadziejny<\/a> (jakby by\u0142 spinem w mechanice kwantowej, kt\u00f3ry mo\u017ce przyj\u0105\u0107 tylko warto\u015b\u0107 +1 albo \u20131).<\/p>\n\n\n\n

Nie ma te\u017c sensu rozwa\u017canie pyta\u0144 o oczywistych odpowiedziach. Na przyk\u0142ad: czy g\u0142\u00f3wna bohaterka prze\u017cy\u0142a, czy nie? Wszyscy wiemy, \u017ce prze\u017cy\u0142a, nie zabija si\u0119 kur znosz\u0105cych z\u0142ote jajka. I pewnie jeszcze pojawi si\u0119 walczy\u0107 z wielkim, zagra\u017caj\u0105cym z\u0142em (zagra\u017caj\u0105cym oczywi\u015bcie wynikom finansowych Netfliksa<\/a>).<\/p>\n\n\n\n

Zostawiaj\u0105c kluczow\u0105 kwesti\u0119, zejd\u0105 si\u0119, czy si\u0119 nie zejd\u0105<\/a>, zajmijmy si\u0119 czym\u015b istotniejszym: tunelem czasoprzestrzennym. W rzeczonym pretenduj\u0105cym do cz\u0119\u015bciowo fantastycznonaukowego serialu zatrzymany w czasie obskurny (jako\u015b trzeba by\u0142o zbudowa\u0107 nastr\u00f3j) duplikat fikcyjnego miasta Hawkins w Indianie okazuje si\u0119 wej\u015bciem do tunelu czasoprzestrzennego prowadz\u0105cego do innego \u015bwiata. Czy to mo\u017cliwe?<\/p>\n\n\n\n

Sama koncepcja tuneli czasoprzestrzennych wywodzi si\u0119 z teorii wzgl\u0119dno\u015bci Einsteina. Jej skomplikowane, wyra\u017cone tensorami r\u00f3wnania<\/a> skrywaj\u0105 wiele nieoczywistych rozwi\u0105za\u0144.<\/p>\n\n\n\n

Jednym z nich by\u0142a czarna dziura, obszar czasoprzestrzeni, z kt\u00f3rego nie mo\u017ce wydosta\u0107 si\u0119 nic, nawet \u015bwiat\u0142o<\/a>. Teoria wzgl\u0119dno\u015bci zak\u0142ada bowiem, \u017ce (pomijaj\u0105c wielce hipotetyczne tachiony) nic nie mo\u017ce porusza\u0107 si\u0119 szybciej od \u015bwiat\u0142a. Wydostanie si\u0119 z pola grawitacyjnego wymaga bowiem osi\u0105gni\u0119cia tzw. pr\u0119dko\u015bci ucieczki, w przypadku czarnej dziury wy\u017cszej od pr\u0119dko\u015bci \u015bwiat\u0142a.<\/p>\n\n\n\n

Odleg\u0142o\u015b\u0107 od \u015brodka czarnej dziury (tzw. osobliwo\u015bci, gdzie za\u0142amuj\u0105 si\u0119 prawa znanej nam fizyki), z kt\u00f3rej ju\u017c nie mo\u017cna zawr\u00f3ci\u0107, wyznacza horyzont zdarze\u0144. Dowolny obiekt po przekroczeniu go ju\u017c na zawsze pozostanie w \u015brodku. Wbrew pozorom astronauta przekraczaj\u0105cy horyzont zdarze\u0144 nie zaobserwowa\u0142by nic szczeg\u00f3lnego (dopiero p\u00f3\u017aniej rozerwa\u0142yby go si\u0142y p\u0142ywowe). Natomiast obserwator znajduj\u0105cy si\u0119 w oddali widzia\u0142by, jak zmierzaj\u0105cy w stron\u0119 horyzontu obiekt powoli zwalnia, a\u017c w ko\u0144cu zamiera w czasie.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a>
Czarna Dziura, NASA, w domenie publicznej<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Wi\u0119kszo\u015b\u0107 proces\u00f3w fizycznych jest niezmienniczych ze wzgl\u0119du na czas. Po odwr\u00f3ceniu opisu matematycznego czarnej dziury w czasie (zast\u0119pujemy t przez -t) uzyskujemy tak zwan\u0105 bia\u0142\u0105 dziur\u0119. Z tego hipotetycznego obiektu materia mo\u017ce tylko wylatywa\u0107, nic nie mo\u017ce dosta\u0107 si\u0119 do \u015brodka. Na s\u0142awnych diagramach Penrose\u2019a bia\u0142a dziura to po prostu odbicie lustrzane czarnej dziury.<\/p>\n\n\n\n

A co by\u015bmy otrzymali, \u0142\u0105cz\u0105c ze sob\u0105 matematyczne modele czarnej i bia\u0142ej dziury? Swego czasu Einstein i jego student Nathan Rosen (ten od paradoksu EPR, Einsteina-Podolskiego-Rosena) pr\u00f3bowali w ten spos\u00f3b stworzy\u0107 model cz\u0105stek elementarnych<\/a> omijaj\u0105cy warto\u015bci niesko\u0144czone. Potencja\u0142 elektryczny wok\u00f3\u0142 \u0142adunku punktowego wyra\u017ca si\u0119 ilorazem pewnej sta\u0142ej przez odleg\u0142o\u015b\u0107 od tego punktu (tak samo potencja\u0142 grawitacyjny wok\u00f3\u0142 masy punktowej, pomijaj\u0105c rz\u0119dy wielko\u015bci mniejsz\u0105 sta\u0142\u0105). Problem polega na tym, \u017ce do punktowej cz\u0105stki<\/a> mo\u017cna zbli\u017cy\u0107 si\u0119 dowolnie blisko, a wtedy nasz iloraz ro\u015bnie do niesko\u0144czono\u015bci. W naszym sko\u0144czonym \u015bwiecie niesko\u0144czona energia ewidentnie nie mo\u017ce mie\u0107 miejsca.<\/p>\n\n\n\n

Pomys\u0142 Einsteina i Rosena ewidentnie nie wypali\u0142 i obecnie nikt nie traktuje cz\u0105stki elementarnej jako mikroskopowego po\u0142\u0105czenia czarnej i bia\u0142ej dziury. Sam pomys\u0142 \u0142\u0105cz\u0105cego czarn\u0105 i bia\u0142\u0105 dziur\u0119 tunelu jednak przyj\u0105\u0142 si\u0119 pod nazw\u0105 most Einteina-Rosena.<\/p>\n\n\n\n

Tunel taki tworzy\u0142by przestrze\u0144 wielosp\u00f3jn\u0105, to znaczy tak\u0105 w kt\u00f3rej nie w ka\u017cdym miejscu mogliby\u015bmy zacisn\u0105\u0107 lasso do pojedynczego punktu. Rozwa\u017cmy na przyk\u0142ad torus (kszta\u0142t obwarzanka). Je\u015bli poprowadzimy sznurek przez ca\u0142\u0105 jego d\u0142ugo\u015b\u0107, a nast\u0119pnie spr\u00f3bujemy go zwin\u0105\u0107, nie uda nam si\u0119 min\u0105\u0107 ziej\u0105cej po\u015brodku dziury.<\/p>\n\n\n\n

Unikaj\u0105c specjalistycznego s\u0142ownictwa (pr\u00f3cz wy\u017cej wymienionych tak\u017ce czterowektory, czasoprzestrze\u0144 Minkowskiego, tensor krzywizny itd.), tunele czasoprzestrzenne por\u00f3wnywano w\u0142a\u015bnie do prowadz\u0105cych do innych miejsc dziur w czasie i przestrzeni, podobnych do wygryzanych w jab\u0142ku przez robaka (st\u0105d popularna angielska nazwa wormhole<\/em>). Niemniej do\u015b\u0107 szybko policzono, \u017ce tunel wiod\u0105cy przez stacjonarn\u0105 czarn\u0105 dziur\u0119 prowadzi\u0142by wprost do osobliwo\u015bci, przez kt\u00f3r\u0105 nie mog\u0142aby przelecie\u0107 \u017cadna cz\u0105stka materialna, nie m\u00f3wi\u0105c ju\u017c o \u017cywych organizmach.<\/p>\n\n\n\n

Pewn\u0105 zmian\u0119 wprowadzi\u0142o poj\u0119cie wiruj\u0105cych czarnych dziur opisanych przez Roya P. Kerra. Posiadaj\u0105 one opr\u00f3cz masy i \u0142adunku tak\u017ce moment p\u0119du, czyli wielko\u015b\u0107 informuj\u0105c\u0105 o ca\u0142kowitym ruchu okr\u0119\u017cnym obiektu. (Dla ka\u017cdego jego punktu liczymy iloczyn wektorowy po\u0142o\u017cenia i p\u0119du, a wi\u0119c dla ruchu ko\u0142owego iloczyn promienia, masy i pr\u0119dko\u015bci. Jako \u017ce te promienie i pr\u0119dko\u015bci s\u0105 od siebie r\u00f3\u017cne, potem trzeba to wszystko sca\u0142kowa\u0107, co wbrew pozorom dla bardzo symetrycznych cia\u0142 nie jest nadzwyczajnie trudne).<\/p>\n\n\n\n

Punktowej osobliwo\u015bci w czarnej dziurze Kerra m\u00f3g\u0142by ju\u017c odpowiada\u0107 pewien pier\u015bcie\u0144, w dalszym ci\u0105gu jednak tunel taki by\u0142by niezwykle niestabilny i przy kontakcie z jak\u0105kolwiek wpadaj\u0105c\u0105 do nim mas\u0105 momentalnie by si\u0119 zapad\u0142.<\/p>\n\n\n\n

\u017beby go ustabilizowa\u0107, teoretycznie nale\u017ca\u0142oby umie\u015bci\u0107 w nim materi\u0119 o zupe\u0142nie absurdalnych w\u0142a\u015bciwo\u015bciach, tak zwan\u0105 materi\u0119 egzotyczn\u0105 \u2013 o ujemnej masie<\/a>. Materia taka odpycha\u0142a by wszelk\u0105 inn\u0105 materi\u0119 naszego wszech\u015bwiata, podobnie jak odpychaj\u0105 si\u0119 ujemne \u0142adunki elektryczne. Zr\u00f3wnowa\u017cy\u0142aby w ten spos\u00f3b \u015bciskaj\u0105c\u0105 tunel grawitacj\u0119.<\/p>\n\n\n\n

Fizyk Kip Thorne pisa\u0142, \u017ce w ten spos\u00f3b mo\u017cna by zbudowa\u0107 wehiku\u0142 czasu prowadz\u0105cy do innych punkt\u00f3w czasoprzestrzeni. Niemniej nikt nigdy nie znalaz\u0142 ani nie udowodni\u0142 istnienia egzotycznej materii o ujemnej masie (ani tachion\u00f3w, kt\u00f3rym przypada\u0142aby z kolei masa urojona, czyli pomno\u017cona przez, upraszczaj\u0105c, pierwiastek z -1). Co wi\u0119cej \u2013 nawet gdyby takie cz\u0105stki istnia\u0142y, wobec odpychania si\u0119 od ca\u0142ej znanej nam materii najpewniej le\u017ca\u0142yby gdzie\u015b w przestworzach kosmicznej pustki, z dala od galaktyk, i nie da\u0142oby si\u0119 ich odnale\u017a\u0107 ani zebra\u0107. Postulowano, \u017ce mog\u0105 wchodzi\u0107 w sk\u0142ad ciemnej energii, ale prawda jest taka, \u017ce nie mamy poj\u0119cia, sk\u0105d si\u0119 ona bierze i r\u00f3wnie dobrze mo\u017ce j\u0105 t\u0142umaczy\u0107 dowolny inny jeszcze bardziej nieprawdopodobny pomys\u0142<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Co prawda czarne dziury te\u017c kiedy\u015b uwa\u017cano za ciekawostk\u0105 matematyczn\u0105 wynikaj\u0105c\u0105 z niefizycznego rozwi\u0105zania tensorowych r\u00f3wna\u0144 Einsteina, a dzisiaj mamy ju\u017c ich obserwacje przez teleskop, pomys\u0142 \u0142\u0105cz\u0105cych odleg\u0142e obszary czasoprzestrzeni czy te\u017c wiod\u0105cych do innych \u015bwiat\u00f3w tunel\u00f3w ca\u0142y czas nale\u017cy to \u015bwiata fantastyki. Mo\u017ce to i lepiej. Przynajmniej nic przez nie do nas nie przelezie i nie urz\u0105dzi nam horroru na miar\u0119 \u201cStranger Things\u201d.<\/p>\n\n\n\n

Marcin Nowak<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Bibliografia<\/strong><\/p>\n\n\n\n