De uitdijing van het heelal in een bepaald stadium van de evolutie wordt goed beschreven door het Friedmann-model. Het werd honderd jaar geleden afgeleid uit de algemene relativiteitstheorie, maar wordt nog steeds beschouwd als een van de belangrijkste en meest relevante kosmologische modellen.

Astrofysici van de RUDN Universiteit hebben nu de theoretische mogelijkheid bewezen van het bestaan ​​van doorkruisbare wormgaten in het Friedmann-universum. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Universe .

‘Een wormgat is een soort sterk gekromde geometrie. Het lijkt op een tunnel tussen verafgelegen gebieden van hetzelfde universum of tussen verschillende universums. Dergelijke structuren werden honderd jaar geleden voor het eerst besproken in het kader van oplossingen voor de zwaartekrachtveldvergelijkingen. De wormgaten waar toen rekening mee werd gehouden, bleken zelfs voor fotonen niet begaanbaar – ze konden niet van het ene ‘uiteinde van de tunnel’ naar het andere bewegen, om nog maar te zwijgen van het teruggaan”, zegt Kirill Bronnikov, doctor in de fysische en wiskundige wetenschappen en hoogleraar aan de Universiteit van Californië. RUDN Universiteit.

"Er worden nu andere overwogen:doorkruisbare wormgaten in verschillende theorieën over zwaartekracht en de aanwezigheid van verschillende soorten materie. We hebben mogelijke doorkruisbare wormgaten in de algemene relativiteitstheorie onderzocht, die worden ondersteund door stofachtige materie," voegde Bronnikov eraan toe.

De astrofysici onderzochten een algemene vorm van de beroemde Lemaître-Tolman-Bondi-oplossing, die de evolutie beschrijft van sferisch symmetrische verdelingen van elektrisch neutraal stof in de algemene relativiteitstheorie. De onderzoekers generaliseerden het naar het geval waarin er een externe bron is van een elektrisch of magnetisch veld en een kosmologische constante die niet nul is. Ze wilden wiskundige omstandigheden vinden waaronder doorkruisbare wormgaten in een dergelijke omgeving zouden kunnen bestaan, en daar vervolgens een kosmologische verklaring voor geven.

De onderzoekers verkregen numerieke oplossingen die de beweging van fotonen beschrijven door wormgaten die verschillende Friedmann-universums of verschillende delen van hetzelfde universum met elkaar verbinden. Of het mogelijk zal zijn om door een wormgat te gaan, hangt af van de parameters van de "ingang" en de initiële omstandigheden. De natuurkundigen generaliseerden het geval van één universum naar het geval van meerdere universums. In dit geval heeft het 'moeder'-universum verschillende 'ingangen' naar wormgaten die het verbinden met het 'dochter'-universum.

"Een lading op de ene 'pool' leidt onvermijdelijk tot een tegengestelde lading op de andere. Bij deze andere pool kan er een soortgelijke wormgatmond zijn, en daarachter een ander universum, enzovoort. Het hele plaatje zal lijken op churchkhela, een prachtige Georgische dessert Sommige wormgaten kunnen verschillende delen van hetzelfde universum met elkaar verbinden,' legde Bronnikov uit.

"Mogelijke waarnemingssignalen van dergelijke objecten, in het bijzonder de eigenschappen van de kosmische microgolfachtergrond en magnetische velden, kunnen het onderwerp zijn van verder onderzoek. Het is vooral interessant om de kenmerken van onze wormgatmodellen te vergelijken met de waargenomen parameters van kosmische leegtes en andere inhomogeniteiten in ons universum”, concludeerde Bronnikov.

Meer informatie: Kirill A. Bronnikov et al, Mogelijke wormgaten in een Friedmann-universum, Universum (2023). DOI:10.3390/universum9110465

Aangeboden door RUDN Universiteit