Když v roce 2011 vtrhl do kin první díl komiksového Thora, většina diváků očekávala bezduchou akční jízdu plnou létajících kladiv a svalnatých bohů. A skutečně ji dostali. Jenže uprostřed pestrobarevných kulis planety Asgard se skrýval moment, při kterém teoretičtí fyzikové v sálech spokojeně přikyvovali.

V jedné z klíčových scén zkoumá postava astrofyzičky Jane Fosterové, kterou ztvárnila Natalie Portmanová, nákres mýtického duhového mostu zvaného Bifrost. Nepopisuje jej ale jako dílo severských božstev. Místo toho pronese větu, která navždy změnila způsob, jakým populární kultura nahlíží na mezihvězdné cestování: „To je přece Einstein–Rosenův most.“

Vědci sami netušili, jak široké veřejnosti srozumitelně vysvětlit jeden z nejbizarnějších a nejvíce nepochopených konceptů moderní astrofyziky. A pak to Hollywood udělal za ně. Z Bifrostu se stala ultimátní učební pomůcka. Co se ale stane, když poodhrneme oponu filmového vesmíru Marvelu a podíváme se na chladná matematická fakta? Pravda o cestování prostorem je děsivější než jakýkoliv komiksový padouch.

Trhlina ve struktuře reality, o které se vědci báli mluvit

Abychom pochopili, s čím si tvůrci Marvelu vlastně hráli, musíme se podívat na ten vůbec největší problém lidstva: vesmír je až absurdně obrovský. Světlo cestuje rychlostí zhruba 300 000 kilometrů za vteřinu. I přesto mu cesta k naší nejbližší hvězdě, Proximě Centauri, trvá více než čtyři roky. Cesta na druhý konec naší vlastní galaxie by trvala přes 100 000 let. Pro lidský druh představuje rychlostní limit vesmíru zdrcující bariéru.

Možná i proto se ve třicátých letech minulého století ponořil Albert Einstein, geniální otec teorie relativity, a jeho kolega Nathan Rosen do spletitých rovnic popisujících gravitaci jako zakřivení časoprostoru. V roce 1935 publikovali ve vědeckém žurnálu Physical Review historickou studii s názvem The Particle Problem in the General Theory of Relativity, ve které dospěli k šokujícímu matematickému závěru.

„Matematika nám říkala, že zakřivení prostoru může být za určitých extrémních okolností tak silné, že propojí dva naprosto odlišné a vzdálené body ve vesmíru,“ vysvětlovali fyzikové.

Vznikl tak koncept Einstein–Rosenova (ER) mostu. Dnes tento fenomén známe pod populárnějším, byť méně akademickým názvem: červí díra.

Jak si takový most představit v praxi? Představte si, že vezmete list papíru. Na jeden jeho okraj nakreslíte bod A (Země) a na druhý okraj bod B (Asgard). Pokud jste mravenec, musíte přejít celý povrch papíru, abyste se dostali z bodu A do bodu B. Pokud ale papír ohnete tak, aby se oba body dotýkaly, a propíchnete je tužkou, vytvořili jste zkratku. Tužka v této analogii představuje právě ER most – tunel skrze vyšší dimenzi.

Najednou už nepotřebujete letět miliony let rychlostí světla. Stačí vstoupit do tunelu a za pár vteřin jste na druhé straně galaxie. Zní to dokonale. Zní to jako Bifrost. Jenže příroda má občas smysl pro krutou ironii.

Proč by vás skutečný Bifrost roztrhal na atomy

Zatímco ve filmu vás do duhového tunelu vcucne elegantní paprsek světla a vy si užíváte hladkou jízdu připomínající luxusní tobogán, realita fyzikálních zákonů by z vás udělala kosmický prach během zlomku milisekundy.

Pokud by Thor vstoupil do skutečného Einstein–Rosenova mostu popsaného v původní studii z roku 1935, stalo by se následující:

Špagetifikace: Extrémní rozdíly v gravitačním tahu by jeho tělo natáhly do nekonečně tenké a dlouhé „špagety“ atomů.Radiace: Uvnitř tunelu by se hromadilo vysokoenergetické záření, které by okamžitě usmažilo cokoliv živého.Kolaps: Samotná hmota Thorova těla by svou gravitací urychlila zhroucení tunelu.

Zde přichází klíčový zvrat. Aby byl most průchodný – a aby Bifrost mohl fungovat – potřebujete rovnice oklamat. S tímto řešením přišel až v roce 1988 legendární astrofyzik Kip Thorne z Caltechu (pozdější nositel Nobelovy ceny). Ve své slavné a hojně citované práci Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel matematicky dokázal, že průchodná červí díra může existovat. Má to ale jeden obrovský háček.

Exotická hmota jako lešení vesmíru

Nejde o běžnou hmotu, kterou známe, ba dokonce ani o slavnou antihmotu. Exotická hmota musí mít zápornou hustotu energie. Pokud byste měli na stole jablko z exotické hmoty a strčili do něj prstem směrem od sebe, jablko by se překvapivě rozjelo směrem k vám.

A právě zde se hollywoodský Thor a reálná fyzika dokonale protínají. Slavný spisovatel sci-fi Arthur C. Clarke kdysi pronesl dnes již zlidovělou větu: „Jakákoliv dostatečně pokročilá technologie je k nerozeznání od magie.“ Pokud obyvatelé Asgardu dokážou těžit exotickou hmotu, manipulovat se zápornou energií a lokálně křivit časoprostor podle svých potřeb, nepotřebují být nadpřirozenými bohy. Jsou zkrátka jen inženýry na úrovni, o které si na Zemi můžeme nechat zatím jen zdát. A masivní observatoř s mečem, kterou ve filmu obsluhuje strážce Heimdall? To není magický artefakt, ale gigantický urychlovač částic a stabilizátor exotické hmoty v jednom.

Víc než jen pohádka pro dospělé

Přesto má odkaz Marvelu a jeho „duhového mostu“ obrovskou hodnotu. Ukázal milionům lidí po celém světě, že ty nejzajímavější příběhy si nemusíme úplně vymýšlet. Ty nejlepší zápletky a největší tajemství už totiž dávno napsal vesmír sám svými matematickými zákony. A kdo ví, možná jednou – za tisíce let – lidstvo přijde na to, jak tuto rovnici vyřešit až do konce. A pak si svůj vlastní Bifrost skutečně postavíme.

Díky, že jste se mnou dnes prozkoumali tento fascinující most mezi Hollywoodem a reálnou astrofyzikou. Pokud vám dnešní text pomohl pochopit, že i komiksoví hrdinové stojí na pevných základech Einsteinových rovnic, budu moc vděčný za drobnou podporu v ceně jedné kávy. Pomůže mi to pro vás i nadále hledat tyto neuvěřitelné zkratky k poznání vesmíru. Děkuji vám!

Dočetli jste až sem? Podpořte autora libovolnou částkou.