Wormgaten Wat zijn ze en kunnen we ze gebruiken?

Ruimtevaart door wormgaten klinkt best een interessant idee. Wie wil er nu niet de technologie hebben om in een schip te springen, het dichtstbijzijnde wormgat te vinden en in korte tijd naar verre plaatsen te reizen? Het zou ruimtevaart zo gemakkelijk maken! Het idee duikt natuurlijk altijd op in sciencefictionfilms en boeken. Deze "tunnels in de ruimte-tijd" laten personages vermoedelijk in een hartslag door ruimte en tijd bewegen, en de personages hoeven zich geen zorgen te maken over fysica.

Zijn wormgaten echt? Of zijn het slechts literaire apparaten om sciencefictionplots in beweging te houden? Als ze bestaan, wat is dan de wetenschappelijke verklaring achter hen? Het antwoord kan een beetje van elk zijn. Zij echter zijn een direct gevolg van de algemene relativiteitstheorie, de theorie die Albert Einstein in het begin van de 20e eeuw voor het eerst ontwikkelde. Dat betekent echter niet noodzakelijkerwijs dat ze bestaan ​​of dat mensen er door ruimteschepen doorheen kunnen reizen. Om te begrijpen waarom ze zelfs een idee voor ruimtevaart zijn, is het belangrijk om een ​​beetje te weten over de wetenschap die hen zou kunnen verklaren.

Wat zijn wormgaten?

Een wormgat wordt verondersteld een manier te zijn om door ruimte-tijd te reizen die twee verre punten in de ruimte verbindt. Enkele voorbeelden uit populaire fictie en films zijn de film interstellair, waarbij de personages wormgaten gebruikten als portalen naar verre delen van de Melkweg. Er is echter geen waarnemingsbewijs dat ze bestaan ​​en er is geen empirisch bewijs dat ze niet ergens zijn. De kunst is om ze te vinden en er vervolgens achter te komen hoe ze werken. 

Een manier om een ​​stabiel wormgat te laten bestaan, is door het te maken en te ondersteunen met een soort exotisch materiaal. Eenvoudig gezegd, maar wat is exotisch materiaal? Welke speciale eigenschap heeft het nodig om wormgaten te maken? Theoretisch gesproken moeten dergelijke "wormgatspullen" een "negatieve" massa hebben. Dat is precies hoe het klinkt: materie die een negatieve waarde heeft, in plaats van reguliere materie, die een positieve waarde heeft. Het is ook iets dat wetenschappers nog nooit hebben gezien.

Nu is het mogelijk dat wormgaten spontaan ontstaan ​​met behulp van deze exotische materie. Maar er is nog een probleem. Er zou niets zijn om hen te ondersteunen, dus ze zouden meteen weer in elkaar zakken. Niet zo geweldig voor een schip dat op dat moment toevallig doorvaart. 

Zwarte gaten en wormgaten

Dus, als spontane wormgaten niet werkbaar zijn, is er dan een andere manier om ze te maken? Theoretisch gezien wel, en daar hebben we zwarte gaten voor te bedanken. Ze zijn betrokken bij een fenomeen dat bekend staat als een Einstein-Rosen-brug. Het is in wezen een wormgat gecreëerd door de enorme kromtrekking van ruimte-tijd door de effecten van een zwart gat. In het bijzonder moet het een Schwarzschild zwart gat zijn, een gat met een statische (onveranderlijke) hoeveelheid massa, roteert niet en heeft geen elektrische lading.

Dus hoe zou dat werken? In wezen als licht in het zwarte gat valt, zou het door een wormgat gaan en aan de andere kant ontsnappen, door een object dat bekend staat als een wit gat. Een wit gat is vergelijkbaar met een zwart gat, maar in plaats van materiaal naar binnen te zuigen, stoot het materiaal weg. Licht zou versneld worden weg van het "uitgangsportaal" van een wit gat met, nou ja, de snelheid van het licht, waardoor het een helder object wordt, vandaar de term "wit gat". 

Natuurlijk bijt de realiteit hier: het zou onpraktisch zijn om in het begin zelfs door het wormgat te proberen. Dat komt omdat de doorgang in een zwart gat zou moeten vallen, wat een opmerkelijk dodelijke ervaring is. Alles dat de gebeurtenishorizon passeert, zou worden uitgerekt en verpletterd, inclusief levende wezens. Simpel gezegd, er is geen manier om zo'n reis te overleven.

The Kerr Singularity and Traversable Wormholes

Er is nog een andere situatie waarin een wormgat zou kunnen ontstaan, uit iets dat een Kerr zwart gat wordt genoemd. Het zou er heel anders uitzien dan een normale "punt singulariteit", dat is wat astronomen denken dat zwarte gaten vormen. Een Kerr zwart gat zou zich in een ringformatie oriënteren, waardoor de immense zwaartekracht effectief in evenwicht wordt gebracht met de rotatietraagheid van de singulariteit.

Omdat het zwarte gat in het midden "leeg" is, kan het mogelijk zijn om dat punt te passeren. Het kromtrekken van ruimte-tijd in het midden van de ring kan fungeren als een wormgat, waardoor reizigers door kunnen gaan naar een ander punt in de ruimte. Misschien aan de andere kant van het universum, of in een ander universum allemaal samen. Kerr-singulariteiten hebben een duidelijk voordeel ten opzichte van andere voorgestelde wormgaten omdat ze geen bestaan ​​en gebruik van exotische "negatieve massa" vereisen om ze stabiel te houden. Ze zijn echter nog niet waargenomen, alleen theoretisch. 

Kunnen we ooit wormgaten gebruiken?

Afgezien van de technische aspecten van wormgatmechanica, zijn er ook enkele harde fysieke waarheden over deze objecten. Zelfs als ze bestaan, is het moeilijk te zeggen of mensen ooit zouden kunnen leren ze te manipuleren. Plus, de mensheid heeft echt nog geen ruimteschepen, dus het uitzoeken van manieren om wormgaten te gebruiken om te reizen is echt de kar voor het paard zetten. 

Er is ook de voor de hand liggende kwestie van veiligheid. Op dit moment weet niemand precies wat te verwachten in een wormgat. Evenmin weten we precies WAAR een wormgat een schip kan sturen. Het kan in ons eigen sterrenstelsel zijn, of misschien ergens anders in het verre universum. Ook hier is iets om op te kauwen. Als een wormgat een schip van onze melkweg naar een andere miljarden lichtjaren afstand bracht, is er een hele kwestie van tijd om te overwegen. Transporteert het wormgat onmiddellijk? Zo ja, WANNEER komen we aan in de verre kust? Negeert de reis de uitbreiding van de ruimtetijd? 

Dus hoewel het zeker kan zijn mogelijk voor het bestaan ​​van wormgaten en als portalen in het universum, is het aanzienlijk minder waarschijnlijk dat mensen ooit een manier zullen vinden om ze te gebruiken. De fysica werkt gewoon niet. Nog. 

Bewerkt en bijgewerkt door Carolyn Collins Petersen