A csodák világa: fekete lyukak, féregjáratok, időutazás

Tartalmazhat-e a tér egy tartománya a semminél is kevesebbet? Józan eszünk azt mondatja velünk, hogy ez lehetetlen, hiszen ha minden anyagot és sugárzást eltávolítunk, akkor vákuum, üresség marad vissza. A kvantumfizikusok válasza, ahogy már megszokhattuk, eltér a hétköznapitól. Szerintük a tér valamely tartományában az egységnyi térfogatban levő energia lehet a nullánál kevesebb. A következmények persze igen különösek.

A világ szerencsére (?) nem ilyen. A kvantumelmélet megengedi a negatív energia létezését, de csak szigorú korlátok között. Az ún. kvantum-egyenlőtlenség korlátokat szab meg a negatív energia nagyságára és időtartamára. Egy negatív energianyaláb nem lehet tetszőlegesen hosszú ideig akármilyen erős. A negatív energia megengedett nagysága fordítva arányos térbeli vagy időbeli kiterjedésével. Egy erős negatívenergia-impulzus rövid ideig tarthat, egy gyengébb hosszabban. Nagyon lényeges az is, hogy minden negatívenergia-impulzust egy nála nagyobb pozitívnak kell követnie. Minél nagyobb a negatívenergia-impulzus, annál hamarabb követi a pozitív jel.

Ezek a megszorítások függetlenek a negatív energia keletkezésének, előállításának módjától. A pozitív impulzus nem egyszerűen követi a negatívat, hanem mindig nagyobb is nála, s annál nagyobb, minél később követi.

A Casimir-effektusnál a lemezek közti negatív energiasűrűség tartósan fennmaradhat, de nagy sűrűséget csak egymáshoz nagyon közeli lemezekkel lehet elérni. A negatív energiasűrűség nagysága fordítottan arányos a lemezek közti távolság negyedik hatványával.

A kvantum-egyenlőtlenség korlátozza a féreglyukak lehetséges méretét is. Csak szubmikroszkópikus méretekben hozható létre, a szerzők számításai szerint egy féreglyuk nyílásának a sugara mindössze 10^-32 méter lehet. Modellszámítások szerint elvileg makroszkópikus méretű féreglyuk is létrehozható, ehhez viszont a végénél elképzelhetetlenül vékony sávba kellene koncentrálni a negatív energiát. 1 méteres féreglyuk sugár kialakításához a negatív energia sávja nem lehet vastagabb 10^-21 méternél, ez a proton méretének milliomod része. Ráadásul a méteres féreglyuk létrehozásához annyi negatív energiát kellene koncentrálni, amennyi pozitív energiát 10 milliárd csillag termel egy év alatt! A kivitelezés egyelőre lehetetlennek tűnik.

A fénysebesség tízszeresével mozgó téridő-buborék falának vastagsága nem haladhatja meg a 10^-32 métert. Egy 200 méteres űrhajó befogadására alkalmas buborék létrehozásához szükséges negatív energia a megfigyelhető Világegyetem tömegének tízmilliárdszorosa.

A kvantum-egyenlőtlenség megköveteli a pozitív energia dominanciáját. A negatív energiát olyan energiakölcsönnek foghatjuk fel, amelyet kamatostól kell visszafizetni. Ha a kamat hosszúlejáratú, akkor magasabb. Minél nagyobb a kölcsönvett mennyiség, a kamat annál magasabb. Minél nagyobb a kölcsön, annál rövidebb időre vehető kölcsön. A természet okos bankár, mindig behajtja az adósságot.

Jéki László