Vreemd gevormde wormgaten werken misschien beter dan bolvormige wormgaten

  • Gyles Lewis
  • 0
  • 1174
  • 247

Wormgaten, of tunnels in het weefsel van ruimte-tijd, zijn woest onstabiel. Zodra er ook maar een foton door de tunnel glijdt, sluit het wormgat zich in een oogwenk. 

Maar wat als het probleem was dat onze ingebeelde wormgaten niet helemaal raar genoeg waren?? 

Een nieuwe studie suggereert dat het geheim van een stabiel wormgat ze er grappig uitziet. Door het wormgat zo te vormen dat het geen perfecte bol is, kunnen we die tunnel misschien lang genoeg openhouden om er doorheen te reizen. De enige vangst is dat het wormgat onbegrijpelijk klein zou moeten zijn.

Door het luik

Wormgaten, als ze bestaan, zouden je in staat stellen om van punt A naar een extreem ver punt B te reizen zonder je druk te maken over al het zware reizen van punt A naar punt B. Ze zijn een kortere weg. Een cheat-code voor het universum. Zie je een ster miljoenen lichtjaren verwijderd? Je zou het binnen een paar minuten kunnen bereiken als je een wormgat had dat je met die ster verbond.

Geen wonder dat het een hoofdbestanddeel van sciencefiction is.

Maar wormgaten zijn niet alleen verzinsels van onze verbeelding die zijn ontworpen om alle saaie delen van interstellaire reizen te verwijderen (en dat is het meeste). Ze zijn ontstaan ​​uit de wiskunde van Einsteins algemene relativiteitstheorie, ons moderne begrip van hoe zwaartekracht werkt. In die taal buigen en vervormen materie en energie het weefsel van ruimte-tijd. Als reactie hierop informeert het buigen en kromtrekken van ruimte-tijd de materie hoe te bewegen.

Verwant: 8 manieren waarop je de relativiteitstheorie van Einstein in het echt kunt zien

Dus als het om wormgaten gaat, hoef je je alleen maar af te vragen: is het mogelijk om de ruimte-tijd op zo'n verwrongen manier te buigen dat het over zichzelf heen vouwt en een korte-afstandstunnel vormt tussen twee anders verre punten?? 

Het antwoord, ontdekt in de jaren 70, is een verrassend ja. Wormgaten zijn heel goed mogelijk en toegestaan ​​in het kader van de algemene relativiteitstheorie.

Eén vangst: ze hebben de neiging uit elkaar te vallen, onmiddellijk nadat ze zich hebben gevormd.

De sleutels tot stabiliteit

Wormgaten zijn zo onstabiel omdat ze in wezen bestaan ​​uit twee zwarte gaten die elkaar raken en op hun singulariteiten met elkaar zijn verbonden om een ​​tunnel te vormen. 

Maar singulariteiten zijn slecht nieuws: het zijn punten met een oneindige dichtheid. En ze zijn omgeven door gebieden die bekend staan ​​als de waarnemingshorizon, eenrichtingsbarrières in de kosmos. Als je de waarnemingshorizon van een zwart gat oversteekt, ontsnap je nooit.

Om dit probleem op te lossen, moet de ingang van een wormgat zich buiten de waarnemingshorizon bevinden. Op deze manier kun je het wormgat doorkruisen zonder door een waarnemingshorizon te duiken en nooit te ontsnappen.

Maar zodra je zo'n wormgat binnengaat, hangt er gewoon te veel massa rond, en de zwaartekracht van je aanwezigheid vervormt de wormgat-tunnel, waardoor hij op zichzelf instort, dichtklapt als een overspannen rubberen band, waardoor er twee eenzame zwarte gaten gescheiden in de ruimte (en vermoedelijk stukjes van je lijk verspreid over het waarneembare universum).

Verwant: Wat als je in een zwart gat valt??

Het blijkt dat er een manier is om de ingang van het wormgat weg te houden van de waarnemingshorizon en deze stabiel genoeg te houden zodat je er doorheen kunt reizen. Een addertje onder het gras: de oplossing vereist de aanwezigheid van een materiaal met een negatieve massa. Negatieve massa is net als normale massa, maar met een minteken. En als je genoeg negatieve massa bij elkaar hebt verzameld op één plek, kun je die gebruiken om een ​​wormgat open te houden.

Maar voor zover we weten, bestaat materie met negatieve massa niet. We hebben er geen bewijs voor, en als het zou bestaan, zou het een groot aantal wetten van het universum schenden, zoals traagheid en het behoud van momentum. Als je bijvoorbeeld een bal met een negatieve massa schopt, vliegt deze achteruit. Als je een object met een negatieve massa naast een object met een positieve massa zou plaatsen, in plaats van elkaar aan te trekken, stoten ze elkaar af en versnelden ze onmiddellijk van elkaar weg tot in het oneindige.

Omdat negatieve massa een no-go lijkt te zijn in de kosmos, lijkt het op het eerste gezicht onwaarschijnlijk dat wormgaten ook in het universum bestaan.

Een kwantum van troost

Maar dat verhaal van wormgaten is gebaseerd op de wiskunde van de algemene relativiteitstheorie, wat, zoals ik al zei, ons huidige begrip is van hoe zwaartekracht werkt..

Dat wil zeggen, ons huidige, onvolledige begrip van hoe zwaartekracht werkt.

We weten dat de algemene relativiteitstheorie niet alle zwaartekrachtsinteracties in het universum beschrijft, omdat het uit elkaar valt wanneer de zwaartekracht erg sterk wordt op kleine schaal (zoals bijvoorbeeld de singulariteiten in zwarte gaten). Om die situaties op te lossen, moeten we ons wenden tot een kwantumtheorie van zwaartekracht, die ons begrip van de wereld van subatomaire deeltjes zou versmelten met ons grootschaliger begrip van zwaartekracht. En dat hebben we niet, want elke keer dat we proberen er een samen te voegen, valt het uit elkaar in onzin.

Maar toch hebben we enkele aanwijzingen over hoe kwantumzwaartekracht zou kunnen werken, en hoe meer we leren, hoe meer we kunnen begrijpen over de mogelijke haalbaarheid van wormgaten. Het kan zijn dat een nieuw en verbeterd begrip van zwaartekracht zou onthullen dat je helemaal geen materie met negatieve massa nodig hebt, en dat stabiele, doorkruisbare wormgaten A-OK zijn.

Een tweetal theoretici van de Universiteit van Teheran in Iran publiceerde een nieuw onderzoek naar wormgaten in de voordrukdatabase arXiv. Ze pasten enkele technieken toe die hen in staat stelden te bestuderen hoe de kwantummechanica het standaard algemene relativiteitstheoriebeeld zou kunnen veranderen. Ze ontdekten dat doorkruisbare wormgaten mogelijk waren zonder materie met negatieve massa, maar alleen als de ingangen een beetje werden uitgerekt uit pure bollen. 

Hoewel de resultaten interessant zijn, is er een addertje onder het gras. Deze hypothetische doorkruisbare wormgaten zijn klein. Zoals in, extreem klein. De wormgaten zouden maximaal 30% groter zijn dan de lengte van Planck, oftewel 1,61 x 10 minus 35 meter. En dat betekent dat de reiziger niet groter kan zijn dan dat. 

Oh, en de wormgatreiziger moet bijna met de snelheid van het licht voortvliegen.

Hoewel beperkt, opent het nieuwe onderzoek een kleine scheur in de haalbaarheid van wormgaten die met verder werk kunnen worden geopend. En dan hoeven schrijvers van tv-programma's misschien geen technische details meer te verdoezelen.

Paul M.Sutter is astrofysicus bij SUNY Stony Brook en het Flatiron Institute, gastheer van Vraag een ruimteman en Space Radio, en auteur van Jouw plaats in het heelal.

  • De grootste bevindingen van zwarte gaten
  • Interstellaire ruimtevaart: 7 futuristische ruimtevaartuigen om de kosmos te verkennen
  • De 18 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde

Oorspronkelijk gepubliceerd op .

AANBIEDING: Bespaar 45% op 'How It Works' All About Space 'en' All About History '!

Voor een beperkte tijd kun je een digitaal abonnement nemen op een van onze bestverkochte wetenschappelijke tijdschriften voor slechts $ 2,38 per maand, of 45% korting op de standaardprijs voor de eerste drie maanden.

Zie alle reacties (0)



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt