Wetenschappers vertegenwoordigen een wormgat, of zoals het ook vaak wordt genoemd, een wormgat in de vorm van een tunnel die zich tussen twee draaikolken van licht bevindt. In werkelijkheid weet niemand in de wetenschappelijke gemeenschap hoe deze objecten eruit kunnen zien. Een Russische natuurkundige heeft hier echter zo zijn eigen veronderstellingen over. Zijn onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Physics Letters B.
Wetenschappers zijn van mening dat zwarte gaten, net als hun tweezijdige neven, wormgaten, niet rechtstreeks kunnen worden onderzocht. Daarom is de enige manier om deze objecten te bestuderen, het indirect observeren van hun impact, die ze hebben op de omringende ruimte en de objecten die erin zullen staan. Roman Konoplya, een natuurkundige van de RUDN University, gaf zijn visie op de fysieke kenmerken van deze hypothetische objecten, op basis van onze kennis van licht en de geometrie van ruimte-tijd.
In zijn onderzoek legt hij uit hoe de vormfunctie van een sferisch symmetrisch doorkruisbaar Lorentziaans wormgat nabij zijn keel kan worden gereconstrueerd als de hoogfrequente quasi-normale modi bekend zijn. Is alles voor iedereen duidelijk? Voor een gewone liefhebber van wormgaten zal dit natuurlijk moeilijk te begrijpen zijn, dus we zullen proberen uit te leggen wat er in eenvoudiger bewoordingen werd bedoeld.
Volgens Einsteins algemene relativiteitstheorie, evenals Maxwell's vergelijkingen die elektromagnetische golven beschrijven, die ons informatie geven over de snelheid van licht, gedragen tijd en ruimte zich alsof ze een enkele fysieke aard hebben. Maar in deze veronderstelling is alles alleen in orde zolang je je niet houdt aan de algemene relativiteitstheorie en de conclusie ervan, volgens welke ruimte-tijd kan worden geklemd op een punt van oneindige dichtheid - een zwart gat.
In 1916 liet de Oostenrijkse wetenschapper Ludwig Flamm met dezelfde wiskunde zien hoe de ruimte kan worden vervormd, waardoor de informatiestroom wordt verstoord, wat leidde tot de opkomst van de theorie van het "witte gat". Twintig jaar later toonden Einstein en zijn collega-fysicus Nathan Rosen aan, suggereerden ze dat de twee verschijnselen technisch met elkaar verband konden houden. Natuurkundigen hebben de hypothese aangenomen dat informatie die een zwart gat binnenkomt, ergens anders in de ruimtetijd door het witte gat zou kunnen vertrekken.
De meest waarschijnlijke kandidaten voor wormgaten zijn kleine zwarte gaten die komen en gaan. Om zo'n gat lange tijd open te houden, zodat er iets in kan, zijn enorme hoeveelheden energie nodig. Wat er precies achter deze energiewetenschap kan zitten, kan nog geen antwoord geven. Bovendien weten wetenschappers nog steeds niet hoe ruimte-tijd zich na een bepaald punt gedraagt. Wat betekent dat we ook niet weten hoe zaken als massa of afstand veranderen als je naar het midden van het zwarte gat gaat, of in dit geval door de wormgat-tunnel.
Volgens Cannabis is de sleutel tot het begrijpen van de vorm van de keel tussen twee zwarte en witte gaten de manier waarop energie in de ruimte wordt verspreid.
Als resultaat van recente waarnemingen van zwaartekrachtsgolven die zich door de ruimte verspreiden na botsingen van zwarte gaten en neutronensterren, hebben wetenschappers ontdekt hoe energie in ruimte-tijd kan worden vervormd.
Promotie video:
Dynamische trillingen van het oppervlak van een zwart gat worden in de natuurkunde beschouwd als quasi-normale modi. Beginnend met een bepaalde klasse van aannames over de symmetrie van wormgaten, gelooft Hemp dat we er iets meer over kunnen leren zodra we de waarde hebben vastgesteld van de hoogfrequente quasi-normale modi die uit hun keel kunnen komen.
Met dit in gedachten paste hij de principes van de kwantummechanica toe om te bepalen hoe lichtgolven zich uitstrekken in de vervormingen van elektromagnetische velden rond zwarte gaten, en kreeg hij een globaal idee van hoe wormgaten eruit zouden kunnen zien.
Het concept van de wetenschapper is niet perfect. En niet alleen omdat hij zelf gebaseerd is op hypothesen en op een groot aantal aannames, maar ook omdat hij geen definitief antwoord geeft.
Maar dit is een solide uitgangspunt, meent de wetenschapper, dat kan worden uitgebreid zodra andere kwantumvelden worden geaccepteerd in de berekeningen, wat ons mogelijk een nieuwe manier geeft om ze te detecteren.
Dankzij studies van zwaartekrachtsgolven, die steeds verder naar voren duwen, is het heel goed mogelijk dat het ongrijpbare wormgat door de doorgang op een dag daadwerkelijk werkelijkheid wordt, net zoals een zwart gat dat ooit deed.
Nikolay Khizhnyak
