Znajdź zawartość

Równania wywiedzione z ogólnej teorii względności opisują trzy podstawowe konfiguracje czasoprzestrzeni. Teraz udowodniono, że jedna z tych konfiguracji, ważna z punktu widzenia grawitacji kwantowej, jest z natury niestabilna. Wszystko zaczęło się przed czterema laty, gdy matematyk Mihalis Dafermos z Princeton University zaproponował swojemu doktorantowi Georgiosowi Moschidisowi, by ten spróbował stworzyć matematyczny dowód na niestabilność pewnej konfiguracji czasoprzestrzeni. Dafermos wiedział, że stawia przed studentem niezwykle trudne zadanie i wątpił, czy ten sobie z nim poradzi. W 2006 roku Dafermos wraz z Gustavem Holzegelem wysunęli przypuszczenie – czyli niedowiedzione twierdzenie, które wydaje się być prawidłowe – o niestabilności przestrzeni anty de Sittera (przestrzeni AdS). Nie sądziłem, by kiedykolwiek zostało to dowiedzione, przyznaje. Zachęcił jednak swojego doktoranta do pracy nad tym niezwykle trudnym problemem. Okazuje się, że postawił właściwy problem przed właściwym człowiekiem. Od 2017 roku Moschidis w kolejnych pracach udowadnia niestabilność przestrzeni AdS. To zaś oznacza, że jeśli w przestrzeń AdS wrzucimy kawałek materii, pojawi się czarna dziura. Matematyk Jonathan Luk z Uniwersytetu Stanforda, który zna prace Moschidisa, mówi, że jego osiągnięcie jest zadziwiające. To, co odkrył to ogólny mechanizm niestabilności. Można go odnieść do innych konfiguracji, niezwiązanych z AdS, w których materia lub energia jest zamknięta i nie ma gdzie uciec. Sam Dafermos jest dumny ze swojego byłe studenta i przyznaje, że jego praca to z pewnością najbardziej oryginalna rzecz jaką w ciągu ostatnich lat widział na polu matematyki zajmującej się ogólną teorią względności. Przypuszczenie o niestabilności odnosi się do einsteinowskich równań dotyczących ogólne teorii względności, które dokładnie przewidują, jak masa i energia wpływają na zagięcie czasoprzestrzeni. W próżni, gdzie nie ma w ogóle materii, czasoprzestrzeń również może być zagięta, a grawitacja może istnieć z powodu gęstości energetycznej samej próżni, którą możemy opisać jako stałą kosmologiczna. Trzy najprostsze równania odnoszą się do symetrycznych konfiguracji, czyli takich, gdzie zagięcie czasoprzestrzeni jest wszędzie takie samo. W przestrzeni Minkowskiego, gdzie stała kosmologiczna wynosi 0, wszechświat jest idealnie płaski. W przestrzeni de Sittera, gdzie stała kosmologiczna ma wartość dodatnią, wszechświat ma kształt sfery. Natomiast w przestrzeni AdS mamy ujemną wartość stałej kosmologicznej, a wszechświat ma kształt siodła. Matematycy od dawna zastanawiali się, czy te próżniowe czasoprzestrzenie są stabilne. Co się stanie, gdy zaburzymy je, wrzucając np. kawałek materii. Czy wrócą one do swojego oryginalnego stanu czy też powstanie coś innego. Pytanie można to porównać do pytania o to, co się stanie, gdy wrzucimy kamień do stawu. Czy fale z czasem zanikną, czy też powstanie tsunami? W 1986 roku udowodniono, że przestrzeń de Sittera jest stabilna. W 1993 roku udowodniono stabilność przestrzeni Minkowskiego. Przypuszczano, że przestrzeń anty de Sittera jest niestabilna. Jednak zbadanie tego problemu wymagało opracowania nowych narzędzi. Matematyka ma wiele narzędzi do badania stabilności. Jednak niestabilność to całkiem inny obszar badawczy. Szczególnie niestabilność tego rodzaju, mówi Dafermos. Matematycy sądzili, że przypuszczalna niestabilność AdS może wynikać z tego, że jej granice są odblaskowe. Zatem docierające do nich fale odbijają się i wracają. Z poglądem tym zgadzają się fizycy, przyznaje Juan Maldacena, o którego osiągnięciach wspominaliśmy na naszych łamach. Jeśli zaś granice są odblaskowe, nic się nie może z przestrzeni AdS wydostać, to można przypuszczać, że każda ilość materii czy energii dodana do systemu może zostać skoncentrowana tak bardzo, że powstanie czarna dziura. Pytanie więc brzmi, czy rzeczywiście tak się stanie, a jeśli tak, to jaki mechanizm powoduje tak olbrzymią koncentrację i nie pozwala pozostać materii lub energii w rozproszeniu? Moschidis rozwiązał problem w oryginalny sposób. Wyobraził sobie, że stoi w środku przestrzeni AdS, co można porównać do stania wewnątrz gigantycznej piłki, której granice leżą w nieskończoności. Jeśli wyślemy ze środka światło, to dotrze ono do krawędzi w skończonym czasie. Stanie się tak z powodu znanego relatywistycznego efektu: chociaż przestrzeń dzieląca nas od granicy jest nieskończona, to dla obiektu czy fali poruszających się z prędkością światła czas zwalnia. Zatem dla obserwatora światło dotrze do granicy AdS w skończonym czasie. W swoich obliczeniach Moschidis posłużył się cząstką Einsteina-Własowa, która jest często wykorzystywana w modelach dotyczących ogólnej teorii względności. Cząstki te tworzą koncentryczne kręgi na powierzchni czasoprzestrzeni. Gdy wrzucimy takie cząstki do badanej przez nas czasoprzestrzeni, pojawiają się koncentryczne kręgi, z których dwa pierwsze będą największe, gdyż zawierają one najwięcej materii i energii. Pierwsza z fal (1) będzie rozszerzała się na zewnątrz, aż dotrze do granicy, odbija się i ruszy w kierunku centrum, kurcząc się po drodze. Ta kurcząca się fala 1 napotka na swojej drodze falę 2, która wciąż podąża w kierunku granicy i się rozszerza. Jak stwierdził Moschidis, z równania Einsteina wynika, że w takim wypadku fala rozszerzająca się (2) zawsze przekaże swoją energię fali kurczącej się (1). Gdy fala 1 dotrze do środka przestrzeni, znowu zacznie się rozszerzać i na swojej drodze spotka powracającą, kurczącą się, falę 2. Teraz to 1 przekaże energię 2. Taki proces może powtórzyć się wielokrotnie. Moschidis zdał sobie sprawę z jeszcze jednego faktu. Otóż w pobliżu centrum fale zajmują mniej miejsca, a niesiona przez nie energia jest bardziej skoncentrowana. Z tego też powodu fale spotykające się w pobliżu centrum wymieniają więcej energii, niż te spotykające się w pobliżu brzegów przestrzeni. To zaś powoduje, że fala 1 oddaje fali 2 więcej energii w pobliżu centrum, niż fala 2 oddaje fali 1 energii w pobliżu brzegów. Po wielu powtórzeniach takiej stacji fala 2 staje się coraz większa i większa, zabierając energię fali 1. Zwiększa się energia fali 2. W końcu jest ona tak wielka, że gdy fala 2 zmierza do centrum, jej energia zostaje tak bardzo skoncentrowana, iż tworzy się czarna dziura. Moschidis wykazał więc, że gdy dodamy do przestrzeni AdS najmniejszą nawet ilość materii, niewątpliwie utworzy się czarna dziura. Jednak, jako że – z definicji – przestrzeń AdS ma wszędzie jednakowe wygięcie, nie może zawierać obiektów takich jak czarne dziury, zaginających przestrzeń w inny sposób. Jeśli zaburzysz czasoprzestrzeń AdS i poczekasz odpowiednio długo, powstanie inna geometria, zawierająca czarną dziurę, a to już nie będzie AdS. To właśnie nazywamy niestabilnością, mówi Moschidis. Ostatnio młody uczony udowodnił niestabilność AdS dla zupełnie innego rodzaju zaburzeń, bezmasowego pola skalarnego. Jak zauważa Dafermos, jako że fale generowane w polu skalarnym są przybliżeniem fal grawitacyjnych, to Moschidis przybliżył się w ten sposób do ostatecznego celu – udowodnienia niestabilności AdS w prawdziwej próżni, gdzie czasoprzestrzeń zostaje zaburzona przez grawitację bez udziału materii. « powrót do artykułu

Naukowcy z Imperial College London opracowali teoretyczną koncepcję manipulowania światłem przechodzącym w pobliżu obiektu. To oznacza, że teoretycznie możliwe jest ukrycie przed obserwatorem rozgrywających się wydarzeń tak, by nie zdawał on sobie z tego sprawy. Jak wcześniej donosiliśmy, profesor John Pendry z UCL opracował ideę czapki-niewidki stworzonej z metamateriałów. Teraz zespół pracujący pod kierunkiem profesora Martina McCalla matematcznie rozszerzył pomysł Pendry'ego na ukrywanie całych zdarzeń, a nie tylko obiektów. Światło zwalnia gdy wnika w materiał. Jednak teoretycznie możliwe jest manipulowanie promieniami światła tak, by niektóre przyspieszały, a inne zwalniały - mówi McCall. Twierdzi on, że w ten sposób można spowodować, iż część światła dotrze do obserwatora przed zdarzeniem, a część się znacznie spóźni. W efekcie przez krótki czas wydarzenie nie będzie oświetlone i nie będziemy mogli go obserwować. To z kolei prowadzi do teoretyczej możliwości niezauważalnej dla obserwatora manipulacji energię, informacją i materią. Jak mówi McCall, gdy będziemy obserwowali osobę poruszającą się korytarzem, sprawi to na nas takie wrażenie, jakby używała ona znanego ze StarTreka transportera, gdyż nagle pojawi się w innym miejscu, niż była jeszcze przed chwilą. Teoretycznie osoba ta mogłaby zrobić coś, czego obserwator nie dostrzeże. Ukrywanie poruszających się ludzi to wciąż jedynie wizja z dziedziny science-fiction, jednak model zespołu McCalla może znaleźć praktyczne zastosowanie w optyce czy elektronice. Doktor Paul Kinsler opracował już prototypową architekturę dla łączy optycznych i układów logicznych, która korzysta z koncepcji McCalla. Pomysł Kinslera zakłada, że przesył danych mógłby zostać zatrzymany w celu przeprowadzenia obliczeń, których wyniki powinny dotrzeć wcześniej. Z punktu widzenia innych części układu scalonego czy sieci przetwarzanie informacji wyglądałoby na ciągłe. Uzyskano by w ten sposób "przerwanie bez przerwania". Alberto Favaro, jeden z członków zespołu badawczego, wyjaśnia to w ten sposób: wyobraźmy sobie kanał przesyłu danych komputerowych jako autostradę pełną samochodów. Chcemy, by przez autostradę przeszedł pieszy, ale by nie prowadziło to do zatrzymania ruchu. Spowalniamy więc samochody znajdujące się przed przejściem, a te, które są na nim i za nim, przyspieszamy. Tworzymy w ten sposób przerwę, którą pieszy może przejść. W tym samym czasie obserwator stojący na dalszym odcinku autostrady nie zauważy niczego oprócz płynnie poruszających się samochodów. Uczeni, tworząc swoją koncepcję, musieli zmierzyć się z problemem przyspieszenia przesyłanych danych bez naruszania praw teorii względności. Favaro poradził sobie z tym, projektując teoretyczny materiał, którego właściwości zmieniają się w czasie i przestrzeni. Jesteśmy pewni, że koncepcja czasoprzestrzennej czapki-niewidki otwiera przed nami wiele różnych możliwości. Jednak na obecnym etapie to praca czysto teoretyczna i musimy dopracować szczegóły potencjalnych zastosowań - mówi McCall.

Hipoteza holograficznego wszechświata, którą dwa lata temu zaproponował astrofizyk Craig Hogan z amerykańskiego FermiLab, wstrząsnęła naszym rozumieniem czasoprzestrzeni. Amerykański naukowiec zapostulował bowiem, że trzeci wymiar w zasadzie nie istnieje i jest jedynie holograficznym złudzeniem, które może nas mamić jedynie z powodu ograniczonej prędkości światła (dokładnie pisaliśmy o tym rok temu). Mimo kontrowersji zdobyła sobie popularność i uznanie wielu naukowców, rozwiązywałaby bowiem wiele zagadek i paradoksów, między innymi związanych z istnieniem czarnych dziur - od opisu których zresztą wzięła swój początek. Praktycznym skutkiem przyjęcia takiego modelu wszechświata jest to, że posiada on (podobnie do czarnej dziury) płaski, tak zwany horyzont zdarzeń, zaś całe wnętrze jest właśnie hologramem, będącym odbiciem informacji zapisanej na powierzchni horyzontu. Innym skutkiem takiej budowy wszechświata byłaby ziarnistość czasoprzestrzeni (co przeczy obecnemu pojmowaniu jej jako ciągłego kontinuum), podobna do ziarna obrazu na kliszy, czy pikseli obrazu komputerowego. Z obliczeń wynikałoby, że - jeśli jest to prawdą - to wielkość podstawowych elementów czasoprzestrzeni jest o całe rzędy wielkości większa od stałej Plancka i jest w zasięgu możliwych do zbudowania instrumentów pomiarowych. To właśnie jest obecnie celem Hogana. Konstruowany przez niego holometr będzie precyzyjnym interferometrem, podobnym do tych, wykorzystywanych do szukania fal grawitacyjnych, znacznie mniejszym, bo zaledwie czterdziestometrowym, ale za to bardziej czułym. W urządzeniu tym dwie precyzyjne wiązki lasera odbijają się od lustra i powracają, stanowiąc przyrząd czuły na najmniejsze zakłócenia. Takie zakłócenia, szum nieznanego pochodzenia, rejestrowany przez interferometry poszukujące śladu fal grawitacyjnych, uważany jest za poparcie teorii holograficznego wszechświata. Nowy projekt ma zweryfikować ten pogląd. Jeśli się powiedzie, szukanie fal grawitacyjnych okaże się bezcelowe, ale zyskamy odkrycie o wiele donioślejsze. Cała sztuka w konstrukcji holometru polegać będzie na odfiltrowaniu własnych szumów urządzenia. Craig Hogan wie, jak to zrobić i kończy się budowa jednometrowego, działającego modelu holometru. Docelowo gotowe urządzenie ma zacząć zbierać dane w przyszłym roku.

Najpopularniejsza i uznawana za obowiązującą (choć mająca już ciekawą konkurencję) kosmologiczna teoria Wielkiego Wybuchu jest dość trudna do eksperymentalnego potwierdzenia. Być może jednak coś da się w tej materii zrobić: na przykład wymodelować czasoprzestrzeń o innej liczbie wymiarów. Brzmi nierealnie? Nie dla współczesnej techniki! Na samym początku, jak sądzi część teoretyków, wszechświat nie musiał mieć takiej struktury, jaką dziś znamy: czyli trzech wymiarów przestrzeni i jednego wymiaru czasowego. Zamiast tego posiadał dwa wymiary przestrzeni i dwa wymiary czasu. Kiedy przekształcał się on w znaną nam strukturę czasoprzestrzeni, dodatkowe wymiary przewidywane przez teorię strun - jak sądzą fizycy - zwinęły się. Procesowi temu miałoby towarzyszyć zjawisko zwane Wielkim Błyskiem, czyli nagły wzrost radiacji. Przejście od takiego dziwnego wszechświata do nam znanego chce wymodelować eksperymentalnie para fizyków: Igor Smolyaninov z Uniwersytetu Maryland w College Park oraz Evgenii Narimanov z Uniwersytetu Purdue w West Lafayette, w stanie Indiana. Rozważywszy sposób rozchodzenia się fal elektromagnetycznych w takim dziwnym, przemieniającym się uniwersum dwaj panowie uważają, że da się go wywołać w rzeczywistości, na stole laboratoryjnym. Kluczem do tego miałyby być metamateriały, czyli materiały pozwalające precyzyjnie kontrolować sposób rozchodzenia się w nich światła. Naginanie czasoprzestrzeni w laboratorium? Metamateriały, o których niedawno pisaliśmy, dają nadzieję na powstanie niezwykłych przyrządów optycznych: doskonałych soczewek, potężnych mikroskopów czy materiałów dających niewidzialność. Pomysł Smolyaninova i Narimanova jest jednak daleko bardziej zdumiewający. Kiedy fale świetlne przechodzą przez przezroczysty materiał, ich prędkość zmienia się: maleje długość fali, rośnie zaś częstotliwość. Taka zmiana przebiega jednakowo we wszystkich kierunkach. Smolyaninov i Narimanov opisują teoretycznie metamateriały, w których zależność pomiędzy częstotliwością fali a przestrzenną zmianą pola jest wysoce anizotropowa (niejednakowa dla różnych kierunków). Dla określonych konfiguracji możliwe byłoby zwiększenie rzeczywistej długości fali w wybranym kierunku, podczas kiedy generalna częstotliwość fali zmniejszałaby się. Zespół fizyków uważa, że taka założona hiperboliczna zależność pomiędzy przestrzenną a czasową zmiennością fali elektromagnetycznej odpowiada temu, co działo się w czasoprzestrzeni z dwoma wymiarami przestrzennymi i dwoma czasowymi. Jedną z właściwości takiej specyficznej geometrii jest nieskończona ilość układów pola elektromagnetycznego możliwych dla wybranej długości fali - w naszej (normalnej) czasoprzestrzeni liczba takich układów jest duże, ale nie nieskończona. Opisywany teoretycznie radiacyjny Wielki Błysk podczas przekształcania się wczesnej czasoprzestrzeni w obecną byłby spowodowany właśnie uwolnieniem energii istniejącej w nieskończonych układach pól. Pomysłodawcy zapewniają, że kontrolowana w ten sposób w laboratorium fala nie doprowadzi do żadnych osobliwości ani paradoksów w rodzaju podróży w czasie. Będzie to normalne, fizyczne zjawisko, modelujące jedynie pewien aspekt założonej teoretycznie czasoprzestrzeni. Będzie ono ponadto podlegać prozaicznym ograniczeniom, jak rozpraszanie i utrata energii, które teoria celowo pomija. Czy pomysł zostanie wcielony w życie? Bardzo możliwe. Studium dwojga autorów, opublikowane w Physical Review Letters z 6 sierpnia, proponuje wykonanie eksperymentalnej struktury z konkretnego metamateriału: cienkich arkuszy stworzonych z drobnych drutów galu. Stawałyby się ona bardziej przewodliwe topiąc się w temperaturze nieco wyższej od pokojowej. Według obliczeń topnienie zamieniałoby taki metamateriał ze zwykłego w hiperboliczny i z powrotem. Zatem podczas schładzania rozgrzanego materiału można by obserwować zjawisko analogiczne do Wielkiego Błysku.

Naukowcy pracujący z hanowerskim wykrywaczem fal grawitacyjnych GEO 600 od wielu miesięcy zastanawiali się nad dziwnym szumem, rejestrowanym przez ich urządzenie. Teraz Craig Hogan, fizyk z Fermilab, zaproponował teorię, która może oznaczać, iż GEO 600 dokonał najważniejszego odkrycia w fizyce w ciągu ostatnich 50 lat. Hogan, który niedawno został dyrektorem Centrum Astrofizyki Cząstek, uważa, że szum pochodzi z granicy czasoprzestrzeni, z miejsca w którym czas i przestrzeń przestają być kontinuum. Poza tym punktem czas i przestrzeń tworzą jakby liczne osobne ziarna, zamiast gładkiej wstęgi. Jeśli wyniki uzyskane przez GEO 600 są tym, co podejrzewam, to wszyscy żyjemy w wielkim kosmicznym hologramie - mówi Hogan. Teoria hologramu dobrze tłumaczy niektóre paradoksy związane z czarnymi dziurami czy podstawowymi pojęciami dotyczącymi budowy Wszechświata. Jednak niektórzy naukowcy proponują jej rozszerzenie na całą rzeczywistość. Już w latach 90. ubiegłego wieku fizycy Leonard Susskind i noblista Gerard Hooft zasugerowali taką właśnie możliwość. Jednak jej przyjęcie oznaczałoby, że zgadzamy się z koncepcją, iż całe nasze codzienne doświadczenie to nic innego jak holograficzne odbicie fizycznego procesu zachodzącego w odległej dwuwymiarowej przestrzeni. Skąd jednak Susskind i Hooft wzięli swój pomysł? Pochodził on od samego Stephena Hawkinga. W połowie lat 70. Hawking teoretycznie przewidział, że czarne dziury parują i z czasem zanikają. To parowanie to tzw. promieniowanie Hawkinga. Problem jednak w tym, że promieniowanie to nie zawiera żadnych informacji o czarnej dziurze, a więc gdy ona wyparuje, wszystkie dane dotyczące gwiazdy, z której czarna dziura powstała, są tracone. To z kolei było sprzeczne z szeroko przyjętym poglądem, że informacja nie może zostać zniszczona. Mówimy tutaj o paradoksie informacyjnym czarnej dziury. Jacob Bekenstein z Uniwersytetu Hebrajskiego zaproponował następnie rozwiązanie paradoksu. Miało ono polegać na tym, że entropia czarnej dziury, która jest synonimem informacji, którą dziura zawiera, jest proporcjonalna do powierzchni jej horyzontu zdarzeń. Horyzont zdarzeń, to teoretyczny punkt, poza którym nie ma już powrotu i wszystko co go przekroczy, jest wchłaniane przez czarną dziurę. Na podstawie teorii Hawkinga i Bekensteina, teoretycy stwierdzili, że mikroskopijne fale kwantowe na horyzoncie zdarzeń mogą kodować informacje pochodzące z czarnej dziury. Oznacza to, że informacja 3D o gwieździe, z której powstała czarna dziura może zostać zakodowana w dwuwymiarowym horyzoncie zdarzeń czarnej dziury. Susskind i Hooft rozszerzyli to na cały wszechświat. Stwierdzili bowiem, że ma on również swój horyzont zdarzeń - jest nim miejsce, do którego zdążył się rozszerzyć w ciągu swojego istnienia. Kilku naukowców zajmujących się teorią strun zgadza się z takim poglądem. Teoria holograficzna jest bardzo pociągająca dla naukowców badających czas i przestrzeń. Teoretycy od dawna przewidują, że w najmniejszej skali dochodzi do zaburzeń czasoprzestrzeni i staje się ona "ziarnista", a nie ciągła. Jednak mowa tutaj o skali równej długości Plancka, czyli 10-35 metra. To setki miliardów miliardów razy mniej niż wynosi wielkość protonu. Innymi słowy, jest to wielkość, której nie jesteśmy w stanie zaobserwować. Jednak teoria holograficzna to zmienia. Hogan zdał sobie bowiem sprawę z tego, że jeśli wszechświat jest hologramem, to mamy do czynienia z czasoprzestrzenną sferą, której powierzchnia nie jest ciągła, a ziarnista. Każde z "ziaren" ma wielkość równą długości Plancka i zawiera bit informacji. Jednak, z teorii holograficznej wynika, że ilość informacji zawartej w "ziarnach" na powierzchni musi być równa ilości informacji zawartej w samej sferze. A przecież wnętrze sfery jest znacznie bardziej pojemne, niż jej powierzchnia. Ilość informacji, która zmieści się w obu częściach nie może być więc równa. Hogan ma jednak pomysł na rozwiązanie tego problemu. Uważa on, że ilość informacji może być równa jedynie wówczas, gdy "ziarna" tworzące wszechświat są znacznie większe niż długość Plancka. Zdaniem Hogana, ta najmniejsza skala, w której dochodzi do zaburzeń czasoprzestrzeni to nie 10-35 metra, a 10-16. "Ziarna" tworzące nasz wszechświat są zatem większe, niż sądzimy i, co najważniejsze, jest to wielkość dostępna dla współczesnych instrumentów badawczych. Amerykański uczony wiedział, że spośród pięciu istniejących wykrywaczy fal grawitacyjnych, to właśnie GEO 600 może być na tyle czuły, by potwierdzić jego teorię. Skontaktował się więc z zespołem naukowców pracujących z GEO 600 i przedstawił im swoje przewidywania. Otrzymał stamtąd odpowiedź, że urządzenie wykrywa szum o częstotliwości 300-1500 Hz. Jego pochodzenia uczeni nie potrafią wyjaśnić. Właściwości tego szumu były dokładnie takie, jak przewidywał Hogan w swojej teorii. Na razie jednak uczeni powstrzymują się pod formułowaniem ostatecznych ocen. Sam Hogan mówi, że może przecież istnieć inne źródło szumu, niż to zgodne z jego teorią. Wykrywacze fal grawitacyjnych są tak czułe, że istnieje wiele źródeł zakłóceń - przepływające chmury, odległy ruch drogowy, ruchy sejsmiczne itp. Na razie naukowcy nie potrafią wytłumaczyć pewnego szczególnego szumu, który pojawia się w GEO 600. Uczeni planują dalsze udoskonalanie instrumentu i kolejne eksperymenty, które, jak mają nadzieję, pozwoli wyeliminować większość tajemniczego szumu. Jeśli jednak nadal będzie się on pojawiał tam, gdzie obecnie, teoria Hogana stanie się jeszcze bardziej prawdopodobna. Co prawda szum powstający z zaburzeń czasoprzestrzeni może ostatecznie uniemożliwić wykrycie fal grawitacyjnych, ale samo jego odkrycie będzie znacznie ważniejsze niż odkrycie fal, których szuka GEO 600.

Naukowcy z Technion University, który znajduje się w Hajfie w Izraelu, opracowali teoretyczny model maszyny, która w dalekiej przyszłości może umożliwić podróże w czasie. Informacje o pracach akademików znalazły się w ostatnim numerze Physical Review. Aby podróżować w czasie musimy odpowiednio modelować czasoprzestrzeń. Ogólna teoria względności mówi, że czasoprzestrzeń może być płaska i mieć prostą strukturę. Może jednak również być zagięta i przybierać różne kształty – mówi profesor Amos Ori z Wydziału Fizyki. Izraelscy fizycy podkreślają, że aby zbudować maszynę czasu musimy odpowiedzieć na podstawowe pytanie, które brzmi: czy jesteśmy w stanie zagiąć czasoprzestrzeń tak, by móc cofnąć się w czasie. Zespół profesora Ori badał, czy prawa fizyki pozwalają na osiągnięcie takiego zagięcia. Dotychczas fizycy, którzy rozważali ten problem, znajdowali wiele powodów, dla których zagięcie czasoprzestrzeni jest niemożliwe. Jednym z głównych problemów był na przykład fakt, iż do zbudowania maszyny czasu konieczne było zastosowanie materiału o ujemnej gęstości. Taki materiał nie jest znany i nie wiadomo, czy jego istnienie jest w ogóle możliwe. Izraelczycy twierdzą jednak, że zaproponowany przez nich model radzi sobie ze sporą częścią tych zagadek. Na przykład nie wymaga on materiału o ujemnej gęstości. Wystarczy próżnia, która zawiera rejon z materiałem o standardowej gęstości. Maszyna jest sama w sobie czasoprzestrzenią – mówi profesor Ori. Gdybyśmy dzisiaj zbudowali taką maszynę, obszar z zagięciem przestrzeni, w którym linie czasu zbliżałyby się do siebie, mógłby umożliwić przyszłym pokoleniom podróż do naszych czasów – dodaje. My natomiast nie bylibyśmy w stanie cofnąć się w czasie, gdyż poprzednie generacje nie przygotowały dla nas takiej infrastruktury. Ori, który jest jednym z niewielu specjalistów na świecie zajmujących się podróżami w czasie, podkreśla, że nie dysponujemy obecnie technologią, która pozwalałaby na dowolne kontrolowanie pola grawitacyjnego. Chociaż wiemy, teoretycznie, jak to zrobić. Model, który opracowaliśmy w Technion to znaczący krok naprzód. Wciąż jednak pozostaje sporo otwartych, trudnych pytań. Nie wiemy nawet, czy w przyszłości ludzkość będzie zdolna na nie odpowiedzieć – stwierdził.

Astronomowie NASA opracowali nowy sposób prowadzenia fundamentalnych badań fizycznych nad wyjątkowo gęstymi obiektami, takimi jak czarna dziury. Dzięki niej dokonali odkrycia, które potwierdza teorię względności. Albert Einstein przewidywał w niej, że w pobliżu masywnych obiektów czas i przestrzeń zostają zakrzywione. Uczeni z należącego do NASA Goddard Space Flight Center zaobserwowali takie zakrzywienie w pobliżu gwiazdy neutronowej Serpens X-1. Tego typu gwiazdy, podobnie jak czarne dziury, są tak gęste, że ich oddziaływanie grawitacyjne wpływa na czas i przestrzeń. Specjaliści z NASA użyli ultraczułych instrumentów z europejskiego obserwatorium XMM-Newton X-ray oraz obserwatorim Suzaku X-ray. Dzięki nim eksperymentalnie potwierdzili teorię Einsteina. Wokół Serpents X-1 gorące atomy żelaza tworzą dysk obracający się z prędkością równą 40% prędkości światła. Szczególnym dowodem było zaobserwowanie, że linie spektralne tych atomów mają większą długość fali i rozszerzają się niesymetrycznie z powodu efektu Dopplera połączonego z efektem geodezyjnym przewidzianym przez Einsteina. NASA potwierdziło swoje odkrycie obserwując podobnie zaburzone linie spektralne wokół dwóch innych bardzo gęstych gwiazd.