Natuurkundigen hebben zojuist stap-voor-stap instructies vrijgegeven voor het bouwen van een wormgat

Iedereen wil een wormgat. Ik bedoel, wie wil er nu de moeite nemen om de lange en trage routes door het heelal te nemen, die tienduizenden jaren duren, alleen maar om de zoveelste saaie ster te bereiken? Niet als je in het dichtstbijzijnde wormgat kunt springen, een korte wandeling kunt maken en in een exotische uithoek van het heelal terecht kunt komen.

Er is echter een kleine technische moeilijkheid: Wormgaten, dat zijn krommingen in de ruimtetijd die zo extreem zijn dat er een kortere tunnel ontstaat, zijn catastrofaal instabiel. Zodra je een foton door het gat stuurt, stort het sneller dan de lichtsnelheid in elkaar.

Maar in een recent artikel, op 29 juli gepubliceerd in het tijdschrift arXiv, is een manier gevonden om een bijna stabiel wormgat te bouwen, een wormgat dat wel instort, maar langzaam genoeg om berichten – en mogelijk zelfs dingen – naar beneden te sturen voordat het zichzelf verscheurt. Alles wat je nodig hebt zijn een paar zwarte gaten en een paar oneindig lange kosmische snaren.

Easy-peasy.

Het wormgatprobleem

In principe is het bouwen van een wormgat vrij eenvoudig. Volgens Einsteins Algemene Relativiteitstheorie trekken massa en energie het weefsel van de ruimtetijd krom. En een bepaalde speciale configuratie van materie en energie maakt de vorming van een tunnel mogelijk, een kortere weg tussen twee anders ver van elkaar verwijderde delen van het universum.

Gerelateerd: 8 manieren waarop je Einsteins relativiteitstheorie in het echt kunt zien

Gelukkig genoeg zijn die wormgaten zelfs op papier fantastisch instabiel. Zelfs een enkel foton dat door het wormgat gaat, veroorzaakt een catastrofale cascade die het wormgat uit elkaar rukt. Maar een gezonde dosis negatieve massa – ja, dat is materie maar met een tegengesteld gewicht – kan de destabiliserende effecten van gewone materie die door het wormgat probeert te gaan tegengaan, waardoor het doorvaarbaar wordt.

OK, materie met negatieve massa bestaat niet, dus hebben we een nieuw plan nodig.

Laten we beginnen met het wormgat zelf. We hebben een ingang en een uitgang nodig. Het is theoretisch mogelijk om een zwart gat (een gebied in de ruimte waar niets kan ontsnappen) te verbinden met een wit gat (een theoretisch gebied in de ruimte waar niets kan binnenkomen). Wanneer deze twee vreemde wezens samenkomen, vormen ze een gloednieuw ding: een wormgat. Dus je kunt in beide uiteinden van deze tunnel springen en in plaats van te worden verpletterd in de vergetelheid, walst je er gewoon onschuldig uit aan de andere kant.

Oh, maar witte gaten bestaan ook niet. Man, dit wordt lastig.

Laad het op

Omdat witte gaten niet bestaan, hebben we een nieuw plan nodig. Gelukkig onthult wat slimme wiskunde een mogelijk antwoord: een geladen zwart gat. Zwarte gaten kunnen een elektrische lading dragen (het is niet gebruikelijk door de manier waarop ze natuurlijk gevormd worden, maar we nemen wat we kunnen krijgen). De binnenkant van een geladen zwart gat is een vreemde plek, met de normale punt-achtige singulariteit van een zwart gat uitgerekt en vervormd, waardoor het een brug kan vormen naar een ander tegengesteld geladen zwart gat.

Voila: een wormgat, met alleen dingen die echt zouden kunnen bestaan.

Maar dit wormgat-via-geladen-zwarte-gaten heeft twee problemen. Eén, het is nog steeds onstabiel, en als iets of iemand het daadwerkelijk probeert te gebruiken, valt het uit elkaar. Het andere is dat de twee tegengesteld geladen zwarte gaten elkaar zullen aantrekken – zowel door zwaartekracht als door elektrische krachten – en als ze samenvallen krijg je gewoon een enkel, groot, neutraal geladen en totaal nutteloos zwart gat.

Doe er een kosmische strik om

Om dit allemaal te laten werken, moeten we er dus voor zorgen dat de twee geladen zwarte gaten veilig ver van elkaar vandaan blijven, en dat de tunnel van het wormgat zichzelf open kan houden. Een mogelijke oplossing: kosmische snaren.

Kosmische snaren zijn theoretische defecten, vergelijkbaar met de scheuren die ontstaan als ijs bevriest, in het weefsel van de ruimtetijd. Deze kosmische restjes vormden zich in de vroege, onstuimige dagen van de eerste fracties van een seconde na de oerknal. Het zijn echt exotische objecten, niet breder dan een proton maar met een lengte die de Mount Everest overtreft. Je wilt er zelf nooit een tegenkomen, want ze zouden je als een kosmisch lichtzwaard doormidden snijden, maar je hoeft je niet veel zorgen te maken, want we weten niet eens zeker of ze wel bestaan, en we hebben er nog nooit een gezien in het heelal.

Toch is er geen reden waarom ze niet zouden kunnen bestaan, dus ze zijn vrij spel.

Ze hebben nog een heel nuttige eigenschap als het op wormgaten aankomt: enorme spanning. Met andere woorden, ze houden er niet van om rondgeduwd te worden. Als je het wormgat met een kosmisch koord doorsnijdt en het koord langs de buitenranden van de zwarte gaten laat lopen en aan beide uiteinden helemaal tot in het oneindige uitrekt, dan voorkomt de spanning in het koord dat de geladen zwarte gaten elkaar aantrekken, waardoor de twee uiteinden van het wormgat ver van elkaar verwijderd blijven. In wezen werken de uiteinden van de kosmische koord als twee tegengestelde touwtrekkersteams, die de zwarte gaten tegenhouden.

De trillingen temperen

Een kosmische koord lost een van de problemen op (het openhouden van de uiteinden), maar het voorkomt niet dat het wormgat zelf instort als je het daadwerkelijk zou gebruiken. Laten we er dus nog een kosmisch koord bij doen, dat ook het wormgat doorkruist, maar ook een lus maakt door de normale ruimte tussen de twee zwarte gaten.

Wanneer kosmische draden in een lus zijn gesloten, wiebelen ze – heel veel. Deze trillingen zorgen ervoor dat het weefsel van de ruimtetijd om hen heen wordt omgewoeld, en als de trillingen precies goed zijn afgesteld, kunnen ze ervoor zorgen dat de energie van de ruimte in hun omgeving negatief wordt, wat werkt als negatieve massa in het wormgat, waardoor het mogelijk wordt gestabiliseerd.

Het lijkt een beetje ingewikkeld, maar in het recente artikel geeft een team van theoretisch natuurkundigen stap-voor-stap instructies voor het construeren van zo’n wormgat. Het is geen perfecte oplossing: Uiteindelijk trekken de inherente trillingen in de kosmische snaren – dezelfde trillingen die het wormgat open zouden kunnen houden – energie, en dus massa, weg van de snaar, waardoor deze steeds kleiner wordt. In wezen wiebelen de kosmische koorden zichzelf na verloop van tijd de vergetelheid in, met een volledige ineenstorting van het wormgat niet ver daarachter. Maar het samengeraapte wormgat kan lang genoeg stabiel blijven om berichten of zelfs objecten door de tunnel te laten reizen en niet dood te laten gaan, en dat is mooi.

But first we need to find some cosmic strings.

Paul M. Sutter is an astrophysicist at The Ohio State University, host of Ask a Spaceman and Space Radio, and author of Your Place in the Universe.

• 9 Ideas About Black Holes That Will Blow Your Mind
• Interstellar Space Travel: 7 Futuristic Spacecraft to Explore the Cosmos
• Science Fact or Fiction? The Plausibility of 10 Sci-Fi Concepts

Originally published on Live Science.