Stranger Things ve své závěrečné sezóně překvapil vědeckou explozí – Upside Down už není jen temný svět příšer, ale červí díra zakřivující časoprostor. Je na čase rozlišit, co z toho je teorie relativity a co čistá scenáristická magie.
Pokud jste ještě neviděli několik posledních dílů seriálu Stranger Things, přestaňte číst. Následující řádky budou obsahovat nejrůznější spoilery, které pravděpodobně nechcete číst. Pokud jste je už viděli a nic jste nepochopili, ve čtení pokračujte, protože vám vysvětlíme, co jste vlastně viděli a jestli všechny ty vědecké bláboly dávají smysl, nebo jestli je to „wibbly wobbly timey-winey “ kondenzátor našeho století.
Čtyři a půl sezóny jsme si mysleli, že Upside Down je jiná dimenze. Alternativní realita, která se dostala do kontaktu s tou naší, když se Jedenáctka (Ce) dotkla toho demogorgona v Hawkinsových laboratorních experimentech. No, poslední epizody jsou tu ale od toho, aby nám řekly, že jsme se mýlili.
Upside Down není to, co jsme si mysleli, ale je to červí díra. To je v této sezóně naprosto jasné, ale možná není tak zřejmé, co červí díra je. A abychom ji pochopili, musíme si nejprve položit otázku: Co je to časoprostor?
Vše, co se ve vesmíru děje, se odehrává na určitém místě a v určitém čase, a ani jeden z těchto dvou pojmů není fikcí. Kdybychom z vesmíru odstranili všechny objekty, stále by existovala entita zvaná časoprostor. Právě o tom hovoří Einsteinova teorie relativity a podařilo se nám dokázat, že časoprostor nejen existuje, ale že se může deformovat a přenášet energii.
Víme, že velmi husté objekty mohou ohýbat časoprostor kolem sebe a přitahovat tak jiná tělesa, která procházejí v jejich blízkosti. Zní vám to povědomě? Tato přitažlivost je gravitace a pro její představu se v populární vědě často používá analogie napnuté deky představující časoprostor. Když na deku položím kuličku, klesne, a když na její povrch upustím kuličku, vlivem náklonu deky se bude kutálet, dokud nenarazí na kuličku. Ve skutečném světě není časoprostor plochý jako deka, má tři prostorové rozměry (výšku, šířku a hloubku) a jeden časový rozměr. Když tedy časoprostor pokřivíme, ať už velkou hmotností, nebo velmi rychlým cestováním, čas začne dělat podivné věci.
To není jen hezká teorie. Přímo jsme změřili, jak se časoprostor vlní při srážce velmi hmotných objektů, jako jsou černé díry nebo neutronové hvězdy. Tyto vlny jsou slavné gravitační vlny, které poprvé detekovala observatoř LIGO v roce 2015, sto let poté, co je Einstein předpověděl. Jsou jako vlnění na rybníku, ale místo vody vibruje samotná struktura vesmíru.
Zjistili jsme také, že čas se zpomaluje, když je gravitace silnější nebo když se pohybujeme velmi rychle. Hodiny na satelitech GPS se například musí neustále korigovat, jinak by se jejich měření každý den o několik kilometrů rozcházelo s hodinami na povrchu Země. Relativita tedy není jen pro filmy: bez ní bychom se domů nedostali ani pomocí mobilního telefonu.
Jak funguje červí díra?
Nyní už můžeme mluvit o červích dírách. Protože… co by se stalo, kdybychom na naši deku položili nesmírně hustý objekt? Ta se zdeformuje natolik, že žádná kulička, kterou po jejím povrchu hodíme, nebude schopna uniknout tomu téměř kolmému svahu. Přesně to se děje s černými dírami. Jsou to oblasti prostoru tak zakřivené, že jim neunikne ani světlo, které se pohybuje rychlostí téměř 300 000 kilometrů za sekundu. Nejlepší ze všeho je, že víme, že černé díry existují, a dokonce máme k dispozici snímky některých z těch největších, které obývají srdce galaxií, jako je ta naše nebo M87.
A teď, pokud se časoprostor může deformovat… je možné, že se tato jakási vesmírná „deka“ skládá tak, že spojuje dvě vrásky? Existuje vizuální analogie, kterou kinematografie hojně využívá, částečně pro její jednoduchost. Představte si, že časoprostor je před vámi list papíru. Nyní jej přeložte na polovinu. Podržte si ho před očima a vezměte si do ruky nepopsané pero. Vše připraveno? Rychle! Propíchněte list perem, prudkým pohybem zabodněte hrot pera. Právě jste si vytvořili zkratku, která vám umožní cestovat po listu, aniž byste museli projít celou jeho plochou. Pokud jsme ochotni zjednodušit to až do absurdity (a pro tento účel to tak je), přesně to by udělala červí díra, kterou v seriálu vidíme.
Řečeno odbornějším jazykem, červí díra je matematické řešení rovnic obecné relativity, které spojuje dvě odlišné oblasti časoprostoru pomocí „tunelu“. Někdy se jí říká Einsteinův-Rosenův most, podle fyziků, kteří v roce 1935 popsali jednu z prvních verzí. V praxi by se jednalo o něco jako zkratku, která vám umožní dostat se z bodu A do bodu B, aniž byste museli projít celou cestu mezi nimi.
A tady přichází ta část, kterou mají scénáristé nejraději: pokud jsou tyto dva body odděleny nejen v prostoru, ale i v čase, mohla by červí díra fungovat jako stroj času. Právě to Kip Thorne a jeho kolegové v osmdesátých letech zkoumali: jaké podmínky by musela červí díra splňovat, aby umožňovala cestování časem, aniž by (příliš) porušovala známé fyzikální zákony. Z toho čerpají filmy jako Interstellar a v menší míře i seriály jako Dark nebo samotné Stranger Things.
Samozřejmě se jedná o velmi idealizovaná matematická řešení. V reálném světě je vesmír hlučný, chaotický a plný záření a každý takový tunel by to všechno musel přežít, aniž by se zhroutil. A tady se to komplikuje.
Co je Upside Down?
Když se Jedenáctka poprvé střetne s Henrym, teleportuje ho na jiné místo ve vesmíru, možná na jiné místo v čase, možná ho dokonce poslala do jiného vesmíru, kde neplatí stejné fyzikální zákony. A i když by tato poslední možnost vysvětlovala ony plovoucí kameny v tom nejčistším pandořanském stylu, otevřela by mnohem více otázek, než kolik jich vyřeší. Ten svět, ať už byl jakýkoli, měl kyslík, vodu a živiny, které Henryho udržovaly při životě a podporovaly biosféru. Právě tam se vyvinul demogorgon, demodogové, klamač mysli a částice…
Když se Jedenáctka mentálně dotkne svého prvního demogorgona, vlastně tím naváže kontakt s tím druhým světem, kde je Henry, a tím mezi nimi vytvoří most, červí díru v časoprostoru. Podle seriálu je touto červí dírou Upside Down, oblast ve tvaru přesýpacích hodin.
Na dně přesýpacích hodin je kopie Hawkinse, převrácená a zastavená v čase v okamžiku, kdy byla vytvořena, obklopená viskózní kruhovou stěnou, která je ve skutečnosti stěnami červí díry. Vystoupáme-li nahoru, dostaneme se na vrchol přesýpacích hodin, na další kruhovou plochu obklopenou stěnami, která je v tomto případě Odvrácenou stranou světa, kam byl Henry vyhnán a kterou spatříme, jen na okamžik, když Holly spadne do prázdna při pokusu o útěk z Vecny.
Myšlenka „zamrzlé kopie“ skutečného místa připomíná jiný fyzikální koncept, který seriál letmo zmiňuje: paralelní vesmíry. V kosmologii některé modely věčné inflace naznačují, že by mohly existovat oblasti vesmíru kauzálně oddělené od toho našeho, s odlišnými počátečními podmínkami, které by daly vzniknout trochu jiným „bublinám“ reality. Nebyly by to samozřejmě přesné kopie Hawkinse z roku 1983, ale představa „jiných možných světů“ tu je.
Je zde také přitakání kvantové mechanice. Podle interpretace „mnoha světů“ Hugha Everetta se pokaždé, když nastane kvantový proces s několika možnými výsledky, vesmír „větví“ do alternativních verzí, v nichž se každý výsledek zhmotní. Seriál se těmito detaily nezabývá (a ani to nepotřebuje), ale vizuální hra s duplikátem Hawkinse, který se zastavil v určitém okamžiku, do této estetiky větvících se realit dobře zapadá.
Je z vědeckého hlediska rozumné, aby červí díra „zkopírovala“ celé město a zastavila ho v čase? Ne. Je to silná metafora pro vyprávění o traumatech, vzpomínkách a nemožnosti zbavit se minulosti? Rozhodně ano. A právě v tom se Stranger Things pohybuje jako ryba ve vodě víc než ve fyzice.
A co exotická hmota?
Máme ale problém, protože na rozdíl od černých děr nebyly červí díry potvrzeny. Podle našeho chápání fyziky, časoprostoru a gravitace jsou teoreticky možné. Nikdy jsme však žádnou neidentifikovali a možná ani neexistují.
Každopádně i kdyby existovaly, narazili bychom na další problém… Jak je udržet otevřené? To, že dvě oblasti časoprostoru mohou být spojeny červí dírou, ještě neznamená, že jí můžeme projít. Pokud je naše chápání vesmíru správné, červí díry budou pravděpodobně nestabilní.
Můžeme si je představit jako stavbu velkého tunelu pod zemí. Pokud nepřijmeme správná opatření, nakonec se zhroutí. Musíme působit proti tíze země na jeho vrcholu, například umístěním betonových segmentů, které vytvoří oblouky. V případě červích děr je třeba něčím působit proti gravitaci, která by měla přirozenou tendenci je uzavřít. K tomu slouží exotická hmota.
Jedním ze způsobů, jak působit proti gravitaci, by byla hmota, která by se místo přitahování k objektům s hmotností od nich odpuzovala, jako kdybyste přiblížili severní póly dvou magnetů k sobě. Říkáme tomu „záporná hmota“ a možná se ptáte: „Ale existuje něco takového?“ No, bohužel musím říct, že ne, alespoň pokud víme.
Pokud skutečně existuje, musí to být úplně jiný druh hmoty, něco opravdu exotického… exotická hmota, dalo by se říci. Protože, jak si jistě dovedete představit, když říkáme „exotická hmota“, nemáme na mysli konkrétní částici, ale předpoklad, který zatím existuje pouze v naší představivosti.
Existují kandidáti, kteří by se možná za určitých podmínek mohli chovat podobně, ale upřímně řečeno, exotická hmota je zatím jen fikce, kterou jsme neodvodili proto, že by to naše teorie vyžadovaly, ale proto, že se nám hodí, abychom mohli dál snít o červích dírách.
Měli bychom ji odlišit od jiných „podivností“ ve vesmíru, které se zdají být skutečné. Například temná hmota, neviditelná látka, která drží galaxie pohromadě a o níž víme jen díky jejímu gravitačnímu působení, tvoří asi 27 % energetického obsahu vesmíru. A temná energie, která je zodpovědná za zrychlující se rozpínání vesmíru, přispívá dalšími zhruba 68 %. Ani jedna z nich není „exotickou hmotou“ ve smyslu červích děr, ačkoli se tyto pojmy v tisku někdy zaměňují. Jde o odlišné jevy, s jinými problémy a prozatím bez prokázaného vztahu k časoprostorovým tunelům.
V modelech průchodných červích děr je exotická hmota popisována jako porušující určité „energetické podmínky“ obecné relativity: matematická pravidla, která, zjednodušeně řečeno, říkají, že hustota energie nemůže být v žádném bodě záporná. Aby tunel zůstal otevřený, byl by nutný přesný opak: oblasti, kde je efektivní energie záporná. Víme, že v kvantové mechanice se mohou objevit velmi malé a velmi krátké efekty záporné energie (jako v případě Casimirova jevu), ale nic takového jako obří koule vznášející se nad Hawkinsem.
Co se tedy stane s laboratoří?
Když Dustin najde Brennerovy poznámky, je mu to jasné. Ta věc nad Hawkinsovou laboratoří v Upside Down je exotická hmota. Neviditelná koule vznášející se nad střechou, kterou vědci vytvořili, aby stabilizovali Eleveninu červí díru a mohli ji překročit. To znamená, jak Dustin předpokládal, že pokud exotickou hmotu zničí, červí díra se zhroutí i s nimi a oba světy se opět odpojí.
Jak se zničí exotická hmota? Pokud má exotická hmota zápornou hmotnost (což je doslova jediné, na čem záleží při stabilizaci červí díry), měla by kulka zpomalit, stejně jako kdybychom vystřelili do nebe, postupně by ztrácela rychlost.
Takže od směšných 400 metrů za sekundu, kterých by kulka dosáhla při výstupu z hlavně, byste museli něco odečíst. Kolik? To se nedá zjistit, ale pokud záporná hmotnost exotické hmoty dokáže zadržet kolaps červí díry… Mohli bychom odhadnout, že odpověď zní zhruba: hodně.
Buďme důslední, je pravděpodobné, že by se kulka z brokovnice nedostala ven, že by se Nancy a Jonathan nedokázali k exotické hmotě přiblížit a že by tam ani nebyla střecha. Ale samozřejmě bychom zůstali bez seriálu, protože navzdory všem těmto vědeckým slovům je děj Stranger Things stále více magií než vědou.
Když budeme vybíraví, tak samotná Hawkinsova laboratoř je plná překvapení. Ovládání mysli na dálku, telekineze, schopnost otevírat stabilní portály ve sklepě… to vše by vyžadovalo energii přinejmenším srovnatelnou s energií velkých urychlovačů částic, a to pomíjím, že ani nevíme, kde začít ohýbat lžíce myslí, aniž bychom porušili známou fyziku. V seriálu naopak stačí naštvaná holka, krvavý nos a pár elektrod.
V reálném životě nejextrémnější experimenty, které jsme s časoprostorem provedli, zahrnují detekci gravitačních vln nebo simulaci podmínek v raném vesmíru v urychlovačích, jako je LHC v CERNu. Nic z toho neotevírá portály do viskózních dimenzí, bohužel pro fanoušky kosmického teroru.
Telepatie, telekineze a další „tele“…
Když už jsme u toho, stojí za to říct si něco o dalších schopnostech Jedenáctky, které se seriál také snaží obléknout do laboratorních plášťů. Telepatie a telekineze nemají doposud žádné seriózní experimentální zázemí. Máme však k dispozici technologie, které mohou vzbuzovat dojem, že se k nim blížíme: rozhraní mozek-počítač schopná číst určité elektrické signály z mozku a převádět je na pohyby kurzoru, robotické ruky nebo dokonce dronu.
Tyto systémy fungují na základě umístění elektrod na pokožku hlavy nebo v invazivnějších případech přímo na mozek. Zachycují vzorce elektrické aktivity a interpretují je pomocí algoritmů. Jinými slovy, nejde o přenos myšlenek „vzduchem„, ale o dráty, počítače a spoustu statistiky. Jsme světelné roky od toho, aby někdo dokázal lokalizovat jinou osobu na světě pouhým „soustředěním“ ve vaně se solí, ať už je scéna jakkoli dramatická.
Něco podobného platí o dálkovém vidění v seriálu, inspirovaném skutečnými programy z dob studené války, jako byl projekt Hvězdná brána, který zkoumal (s malou důkladností a s menšími výsledky), zda určití lidé dokáží popsat vzdálená místa, aniž by tam byli. Po desetiletích zkoumání byl oficiální závěr takový, že neexistuje žádný pádný důkaz, že něco takového existuje. Jako scénáristický materiál však zůstává ryzím zlatem.
Magie v laboratorním plášti
Jeho předpoklady nepřežijí sebemenší vědeckou analýzu a ani to nepotřebují. Protože i kdyby exotická hmota a červí díry skutečně existovaly, nevypadaly by tak, ani by je nebylo možné navštívit jako Upside Down, ani by nekopírovaly svět na druhé straně, ani by neroztavily stěny laboratoře, ani by netvořily obrovské stěny z masa a puchýřů. Věda, kterou scénáristé použili, dává o něco větší smysl než DeLorean Doca Browna, ale pořád je to jen záminka k vytvoření fantasy dobrodružství, které připomíná spíš Dungeons and Dragons než Blade Runnera.
Stranger Things má přece teleportaci, telepatii, telekinezi a telepřenos. I kdybychom našli způsob, jak všechny tyto věci dělat, aniž bychom porušili známou vědu, potřebovali bychom obrovské množství energie, které seriál nemůže nijak ospravedlnit, ani kdyby byl žaludek Eleven štěpným reaktorem poháněným vaflemi Eggo.
A mimochodem, seriál plní ještě jednu funkci: mnoha lidem slouží jako vstupní brána k tomu, aby se začali zajímat o pojmy jako černé díry, relativita nebo paralelní vesmíry. Není od věci využít přitažlivosti seriálu a podívat se na populárně-vědecké knihy, dokumenty nebo online kurzy, které celou věc vysvětlují z reálné stránky. Věda nepotřebuje příšery z jiné dimenze, aby byla fascinující; vesmír je sám o sobě dost podivný.