Wormgaten en ruimtevaart

Ruimtevaart door wormgaten klinkt als een behoorlijk interessant idee. Wie zou niet de technologie willen hebben om in een schip te springen, het dichtstbijzijnde wormgat te vinden en in korte tijd naar verre plaatsen te reizen? Het zou ruimtereizen zo gemakkelijk maken! Natuurlijk komt het idee de hele tijd naar voren in sciencefictionfilms en boeken. Met deze 'tunnels in de ruimtetijd' kunnen personages in een oogwenk door ruimte en tijd bewegen en hoeven de personages zich geen zorgen te maken over de natuurkunde.

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

Een wormgat zou een manier zijn om door de ruimtetijd te reizen en twee verre punten in de ruimte met elkaar verbindt. Enkele voorbeelden uit populaire fictie en films zijn de film Interstellair, waar de personages wormgaten gebruikten als portalen naar verre delen van de melkweg. Er is echter geen waarnemend bewijs dat ze bestaan ​​en er is geen empirisch bewijs dat ze niet ergens zijn. De kunst is om ze te vinden en vervolgens uit te zoeken hoe ze werken.

Een manier om een ​​stabiel wormgat te laten bestaan, is dat het wordt gemaakt en ondersteund door een soort exotisch materiaal. Makkelijk gezegd, maar wat is exotisch materiaal? Welke speciale eigenschap heeft het nodig om wormgaten te maken? Theoretisch gesproken moet zo'n "wormgat spul" een "negatieve" massa hebben. Dat is precies hoe het klinkt: materie met een negatieve waarde, in plaats van gewone materie met een positieve waarde. Het is ook iets dat wetenschappers nog nooit hebben gezien.

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

Dus als spontane wormgaten niet werken, is er dan een andere manier om ze te maken? Theoretisch wel, en daar hebben we zwarte gaten voor te danken. Ze zijn betrokken bij een fenomeen dat bekend staat als een Einstein-Rosen-brug. Het is in wezen een wormgat dat is ontstaan ​​door de enorme vervorming van de ruimtetijd door de effecten van een zwart gat. Het moet met name een zwart gat van Schwarzschild zijn, een gat met een statische (onveranderlijke) hoeveelheid massa, roteert niet en heeft geen elektrische lading.

Dus, hoe zou dat werken? Als licht in het zwarte gat valt, gaat het in wezen door een wormgat en ontsnapt aan de andere kant door een voorwerp dat bekend staat als een wit gat. Een wit gat lijkt op een zwart gat, maar in plaats van materiaal naar binnen te zuigen, stoot het materiaal af. Het licht zou worden versneld weg van het "uitgangsportaal" van een wit gat bij, nou ja, de lichtsnelheid, waardoor het een helder object is, vandaar de term 'wit gat'.

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

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

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

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

Er is ook een voor de hand liggende kwestie van veiligheid. Op dit moment weet niemand precies wat hij in een wormgat kan verwachten. We weten ook niet precies WAAR een wormgat een schip kan sturen. Het zou in ons eigen sterrenstelsel kunnen zijn, of misschien ergens anders in het heel verre universum. Hier is ook iets om op te kauwen. Als een wormgat een schip van ons sterrenstelsel naar een ander miljarden lichtjaar heeft gebracht, is er een hele kwestie van tijd om te overwegen. Transporteert het wormgat ogenblikkelijk? Zo ja, WANNEER komen we aan in de verre kust? Negeert de reis de uitbreiding van de ruimtetijd?

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

Bewerkt en bijgewerkt door Carolyn Collins Petersen