“De ruimtetijd kan gevuld zijn met wormgaten, die snelkoppelingen door het universum zijn.” Dit fascinerende idee, geboren uit de vergelijkingen van Albert Einsteins relativiteitstheorie, heeft zowel wetenschappelijk onderzoek als de verbeelding van sciencefictionliefhebbers aangewakkerd.
Wormgaten, ook wel bekend als Einstein-Rosenbruggen, zijn hypothetische tunnels die verre punten in de ruimtetijd zouden kunnen verbinden. Ze bieden de intrigerende mogelijkheid van kosmische snelkoppelingen, die potentieel enorme afstanden verkleinen en zelfs tijdreizen mogelijk maken. Hun bestaan en haalbaarheid blijven echter een onderwerp van intens debat.
Het concept van wormgaten werd voor het eerst voorgesteld in 1916 door de Oostenrijkse natuurkundige Ludwig Flamm. Hij onderzocht de vergelijkingen van Einstein en suggereerde het bestaan van een “wit gat” als tegenhanger van een zwart gat. Deze structuren zouden kunnen fungeren als zwaartekrachttunnels, maar hun stabiliteit en grootte vormen aanzienlijke uitdagingen.
Een groot obstakel is de fragiliteit van wormgaten. Gewone materie die ze probeert te doorkruisen, zou de tunnel kunnen laten instorten door de zwaartekracht. Om ze open te houden, zou exotische materie met een negatieve energiedichtheid nodig zijn, een type materie dat alleen wordt waargenomen in bepaalde kwantumveldentheorieën.
Bovendien wordt voorspeld dat wormgaten microscopisch klein zijn, met een geschatte grootte van 10^-33 centimeter, waardoor ze onpraktisch zijn voor menselijk transport. Ondanks deze beperkingen heeft recent onderzoek methoden onderzocht om deze structuren te stabiliseren.
In 2017 stelden natuurkundigen Ping Gao, Daniel Jafferis en Aron Wall een methode voor op basis van kwantumverstrengeling, een fenomeen dat Einstein beroemd noemde “spookachtige actie op afstand”. Deze theorie suggereert dat verstrengeling het exotische ingrediënt zou kunnen leveren dat nodig is om wormgaten open te houden, zij het alleen op microscopisch niveau.
Deze aanpak heeft nieuwe studies geïnspireerd, zoals die van Juan Maldacena en Alexey Milekhin, die suggereren dat donkere materie een cruciale rol zou kunnen spelen bij het vormen van grotere wormgaten, hoewel deze ideeën nog niet bewezen zijn. De interesse in wormgaten gaat verder dan hun potentieel voor ruimtereizen.
Recent onderzoek heeft de vorming van wormgaten in verband gebracht met kwantumverstrengeling en snaartheorie, wat mogelijk aanwijzingen geeft over de aard van de ruimtetijd en de zwaartekracht. Natuurkundige Julian Sonner heeft aangetoond dat de verstrengeling van quarks, de fundamentele bouwstenen van materie, theoretisch een wormgat zou kunnen genereren.
Deze bevinding suggereert dat zwaartekracht, zoals wij die begrijpen, een gevolg zou kunnen zijn van kwantumverstrengeling. De mogelijkheid om wormgaten te gebruiken voor tijd- of ruimtereizen blijft echter zeer speculatief. Hoewel wormgaten verschillende punten in de tijd zouden kunnen verbinden, zou het omzetten ervan in tijdmachines een enorme inspanning vereisen.
Bovendien verbieden de wetten van de natuurkunde waarschijnlijk menselijke reizen door deze structuren. Zoals Stephen Hsu, natuurkundige en professor aan de Universiteit van Michigan, verklaarde, zullen mensen dit in de nabije toekomst niet doen, wat eerdere overtuigingen over deze theorie weerlegt.