Zizare zulo

Fisikan, zizare zulo edo Einstein-Rosen zubi bat, erlatibitate orokorraren ekuazioek deskribatutako espazio-denboraren ezaugarri topologiko hipotetiko bat da, funtsean espazioan eta denboran zehar garraiatzeko "laburbide" gisa jarduten duena. Zizare zulo batek gutxienez bi "mutur" ditu, hauek "eztarri" baten bidez lotuta daudelarik; eta materia mutur batetik bestera higitu daiteke eztarri honetatik igaroz. Gaur egun ez da oraindik frogatu espazio-denbora ezagunak honelako egiturak dauzkanik eta, horren ondorioz, posibilitate teoriko bat baino ez dira.

Hala ere, apar kuantikoaren teoriak adierazten duenaren arabera, partikula birtual energetikoek zizare zuloak sortzen dituzte, Planck luzeraren neurrikoak. Hain txikiak izanik, partikula subatomikoek ere ezin dituzte zizare zulo hauek zeharkatu eta, ondorioz, ez da inongo garraiorik gertatzen espazio-denboran.

Zientzialariek ez dute egitura hauen frogarik aurkitu, baina erlatibitate generaleko ekuazioek zizare zuloak deskribatzen dituzte beren soluzioetan.

Erlatibitate berezia lokalki bakarrik aplikatu daiteke. Zizare zuloek (existituko balira) teorikoki garraio superargitarra ahalbidetuko lukete, argiaren abiadura baino azkarrago, zizare zuloaren barnean abiadura hau gainditzen ez den bitartean. Zizare zulo batetik zehar igarotzerakoan, abiadurak azpiargitarrak dira (argiaren abiadura baino motelago). Espazioan zizare zulo batek konektaturik dauden bi puntuetatik pasatzen den gorputz batek denbora gutxiago beharko luke beste muturrera iristeko, zizare zulotik zehar ibiltzen ez den argi-izpi batek baino.

Honen adibide analogo bat paper bat erabiliz adierazi daiteke. Espazioaren hiru dimentsioak paperaren gainazalaren bi dimentsioetan adierazita daude, eta paperean bi puntu daude. Ohizko soluzioaren arabera bi puntuen arteko biderik motzena bien arteko lerro zuzena da, baina bide laburrago bat egon badago. Papera tolestu ezkero, ordea, bi puntuak elkarrengana gerturatuz; bide oraindik laburragoa lortzen da. Hori da zizare zulo baten analogia.

Zizare-zuloak erlatibitate orokorraren Einsteinen eremu-ekuazioek ahalbidetzen duten espazio-denbora hipotetikoki desitxuratua dira^[1]. Zeharka daitekeen zizare zulo bat erabiliko lukeen denboran bidaiatzeko proposatutako makina batek honela funtzionatuko luke hipotetikoki: Zizare zuloaren mutur bat argiaren abiaduraren frakzio esanguratsu bateraino azeleratzen da, agian propultsio sistema aurreraturen batekin, eta gero abiapuntura itzultzen da. Bestela, beste modu bat da sarrera bat zizare-zulotik hartu eta beste sarrerak baino grabitate handiagoa duen objektu baten grabitazio-eremuaren barrura mugitzea, eta gero beste sarreratik gertu dagoen posizio batera itzultzea. Bi metodo horien kasuan, denboraren dilatazioaren eraginez, higitu den zizare-zuloaren muturra kanpoko behatzaile batek ikusitako mutur geldikorra baino gutxiago zahartu da, edo «gazteagoa» bihurtu da; hala ere, denbora desberdin konektatzen da zizare-zulotik kanpora, eta, hala, zizare-zuloaren muturretako edozeinetan sinkronizatutako erlojuak beti geratuko dira zizare-zuloaren mutur batetik bestera. Horrek esan nahi du mutur «gazteenean» sartuko litzatekeen behatzaile bat mutur «zaharrenetik» aterako litzatekeela mutur «gazteenaren» adin bera izango lukeen unean, behatzaile batek kanpotik ikusitako denboran atzera eginez, hain zuzen. Mota horretako denbora-makina baten muga garrantzitsu bat da denboran atzera egitea soilik posible dela makinaren hasierako sorkuntza denbora bezainbeste^[2]; funtsean, bide bat da denboran zehar, denboran bere kabuz mugitzen den gailu bat baino, eta ez luke utziko teknologiak berak denboran atzera egitea.

Zizare-zuloen izaerari buruzko egungo teorien arabera, zeharka daitekeen zizare-zulo bat eraikitzeko, energia negatiboa duen substantzia bat egon beharko litzateke, askotan «materia exotikoa» deitzen dena. Teknikoki, zizare zuloaren espazio-denborak energia baldintza batzuk bortxatzen dituen energia banaketa bat eskatzen du, hala nola energia nuluaren baldintza, energia ahul, indartsu eta nagusiaren baldintzekin batera. Hala ere, jakina da efektu kuantikoek energia nuluaren baldintzaren urraketa neurgarri txikiak eragin ditzaketela, eta fisikari askok uste dute behar den energia negatiboa benetan posible izan daitekeela fisika kuantikoaren Casimir efektuaren ondorioz^[3]. Lehen kalkuluek energia negatibo kantitate oso handia beharko zela iradokitzen zuten arren, ondorengo kalkuluek frogatu zuten energia negatibo kantitatea nahierara txiki daitekeela^[4].

1993an, Matt Visserrek argudiatu zuen zizare-zulo baten bi ahoak, induzitutako erloju-diferentzia horrekin, ezingo zirela elkartu eremu kuantikoaren efektuak eta grabitatorioak eragin gabe, eta horrek zizare-zuloa kolapsatuko zuela edo bi ahoak aldaratu egingo zirela. Horregatik, bi ahoak ezingo lirateke kausalitatearen bortxaketa bat gertatzeko adina hurbildu^[5]. Hala ere, 1997ko artikulu batean, Visserrek honako hipotesi hau planteatu zuen: poligono simetriko batean kokatutako zizare-zuloen N zenbakia duen «erromatar eraztun» baten (horrela deitzen dio Tom Romanek) konfigurazio konplexu batek denboraren makina gisa joka zezakeela, nahiz eta ondorioztatzen duen probabilitate handiagoa dagoela grabitate kuantikoaren teoria klasikoaren akats bat izateko kausalitatea urratzea posible dela dioen froga bat baino^[6].