Wormgaten spelen een sleutelrol in veel sciencefictionfilms, vaak als een kortere weg tussen twee verre punten in de ruimte. in de natuurkunde, echter, deze tunnels in de ruimtetijd zijn puur hypothetisch gebleven. Een internationaal team onder leiding van Dr. Jose Luis Blázquez-Salcedo van de Universiteit van Oldenburg heeft nu een nieuw theoretisch model gepresenteerd in het wetenschappelijke tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven waardoor microscopisch kleine wormgaten minder vergezocht lijken dan in eerdere theorieën.

Wormgaten, zoals zwarte gaten, verschijnen in de vergelijkingen van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, gepubliceerd in 1916. Een belangrijk postulaat van Einsteins theorie is dat het universum vier dimensies heeft:drie ruimtelijke dimensies en tijd als de vierde dimensie. Samen vormen ze wat bekend staat als ruimtetijd, en ruimtetijd kan worden uitgerekt en gekromd door massieve objecten zoals sterren, zoals een rubberen vel zou worden gebogen door een metalen bal die erin zinkt.

De kromming van ruimtetijd bepaalt de manier waarop objecten zoals ruimteschepen en planeten, maar ook licht erin bewegen. "In theorie, ruimtetijd kan ook worden gebogen en gekromd zonder massieve objecten, " zegt Blázquez-Salcedo, die sindsdien is overgestapt naar de Complutense Universiteit van Madrid in Spanje. In dit scenario, een wormgat zou een extreem gekromd gebied in de ruimtetijd zijn dat lijkt op twee onderling verbonden trechters en twee verre punten in de ruimte verbindt, als een tunnel. "Vanuit een wiskundig perspectief zou zo'n kortere weg mogelijk zijn, maar niemand heeft ooit een echt wormgat gezien, ' legt de natuurkundige uit.

Bovendien, zo'n wormgat zou onstabiel zijn. Als er bijvoorbeeld een ruimteschip in zou vliegen, het zou onmiddellijk instorten tot een zwart gat - een object waarin materie verdwijnt, nooit meer te zien. De verbinding die het voorzag met andere plaatsen in het universum zou worden verbroken. Eerdere modellen suggereren dat de enige manier om het wormgat open te houden is met een exotische vorm van materie met een negatieve massa, of met andere woorden minder weegt dan niets, en die alleen in theorie bestaat. Echter, Blázquez-Salcedo en zijn collega's Dr. Christian Knoll van de Universiteit van Oldenburg en Eugen Radu van de Universidade de Aveiro in Portugal laten in hun model zien dat wormgaten ook zonder dergelijke materie doorkruist kunnen worden.

De onderzoekers kozen voor een relatief eenvoudige "semiklassieke" benadering. Ze combineerden elementen van de relativiteitstheorie met elementen van de kwantumtheorie en de klassieke elektrodynamische theorie. In hun model beschouwen ze bepaalde elementaire deeltjes zoals elektronen en hun elektrische lading als de materie die door het wormgat moet gaan. Als wiskundige beschrijving ze kozen de Dirac-vergelijking, een formule die de kansdichtheidsfunctie van een deeltje volgens de kwantumtheorie en relativiteit beschrijft als een zogenaamd Dirac-veld.

Zoals de natuurkundigen in hun onderzoek rapporteren, het is de opname van het Dirac-veld in hun model dat het bestaan ​​mogelijk maakt van een wormgat dat door materie kan worden doorkruist, op voorwaarde dat de verhouding tussen de elektrische lading en de massa van het wormgat een bepaalde grens overschrijdt. Naast materie, signalen - bijvoorbeeld elektromagnetische golven - kunnen ook in de ruimtetijd door de kleine tunnels gaan. De door het team veronderstelde microscopisch kleine wormgaten zouden waarschijnlijk niet geschikt zijn voor interstellaire reizen. Bovendien, het model zou verder verfijnd moeten worden om erachter te komen of dergelijke ongebruikelijke structuren werkelijk zouden kunnen bestaan. "We denken dat wormgaten ook in een compleet model kunnen voorkomen, ", zegt Blázquez-Salcedo.