Jak wygląda koniec czasu

Czas - czwarta współrzędna czasoprzestrzeni w teorii względności Einsteina. Doświadczana codziennie przez każdego z nas, lecz tak enigmatyczna, że do dziś fizycy do końca nie zgadzają się do tego jak ona działa. Teraz, dzięki metamateriałom naukowcy mogli obejrzeć koniec czasu (nazywany po angielsku Big Crunch).

Nowe materiały dają naukowcom nowe możliwości. Jednym z nich jest grafen - za odkrycie którego dwójka badaczy otrzymała nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2010 roku. Jest on o tyle ciekawy, gdyż składa się on z pojedynczej warstwy atomów węgla przez co tworzy system dwuwymiarowy.

Ten materiał i jemu podobne pozwalają naukowcom na prowadzenie niezwykle ciekawych eksperymentów, ponieważ dają możliwość "zabawy" w tworzenie systemów, które zachowują się identycznie jak nasz wszechświat - dzięki temu, że światło podróżujące wewnątrz takich materiałów może zostać zmuszone do zachowywania się zgodnie z wszelkimi prawami natury (przynajmniej zgodnie z wszelkimi matematycznymi wzorami opisującymi prawa natury) działającymi we wszechświecie.

Dzięki temu udało się jakiś czas temu uzyskać fizykom w laboratoriach sam Wielki Wybuch, tak zwaną pianę kwantową czy wieloświat (multiwersum - zbiór wielu możliwych wszechświatów) - oczywiście w mikroskali.

Tym razem naukowcy z Uniwersytetu Maryland chcieli zobaczyć koniec czasu - hipotetyczny scenariusz, według którego z końcem czasu wszechświat miałby zakończyć ekspansję i rozpocząć zapadanie się do wewnątrz.

Użyli oni do tego celu materiału składającego się z polimetakrylanu metylu (czyli popularny pleksiglas - szkło akrylowe) umieszczonego w formie siatki na cienkiej złotej błonie. Poruszające się w złotej błonie kwazicząstki - plazmony (są one wynikiem kwantyzacji plazmy, tak samo jak fotony i fonony są wynikiem kwantyzacji odpowiednio światła i mechanicznych wibracji) - trzymają się wszelkich zasad jakie obowiązują we wszechświecie z dwoma wymiarami przestrzeni i jednym czasu. W pleksiglasie z kolei poruszały się one jak we wszechświecie z dwoma wymiarami czasu i jednym przestrzeni.

Naukowcy umieścili je względem siebie w ten sposób, że jeden z wymiarów czasu biegnących w pleksiglasie zderza się z jednym z wymiarów przestrzeni biegnącym w złotej błonie i tym samym dobiega on końca.

Zgodnie z przewidywaniami badaczy plazmony rozeszły się wzdłuż granicy, o którą się rozbiły, a ich fotonom znacznie wzrosła energia - przez co koniec czasu naukowcy opisali kolokwialnie jako "bardzo gorący".

Cóż - duży zawód dla wszystkich, którzy spodziewali się jakiegoś efektywnego zakrzywienia czasoprzestrzeni czy chociażby spektakularnej eksplozji. Niemniej i tak niezwykle interesujące jest, że naukowcy mogą teraz testować takie teorie w laboratoriach.

Obecnie zespół z Uniwersytetu Maryland planuje odtworzenie w zaciszu laboratorium warunków panujących we wnętrzu czarnej dziury, aby zbadać promieniowanie Hawkinga (teoretyczne kwantowe promieniowanie emitowane przez czarne dziury) - wszystko oczywiście dzięki "magii" metamateriałów (zgodnie z trzecim prawem Clarke'a - każda wystarczająco zaawansowana technologia jest nieodróżnialna od magii ;)).