Zwarte Gaten Kunnen Eigenlijk Wormgaten Zijn

{h1}

Net als de zwaartekrachtsgolven die achterbleven door het samenvoegen van zwarte gaten, konden detecteerbare rimpelingen in ruimte-tijd ontstaan ​​door botsende wormgaten.

Wanneer twee wormgaten botsen, kunnen ze in ruimte-tijd rimpelingen produceren die zichzelf afketsen. Toekomstige instrumenten zouden deze zwaartekracht "echo's" kunnen detecteren, en bewijzen dat deze hypothetische tunnels door de ruimte-tijd eigenlijk bestaan, suggereert een nieuw document.

De Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) heeft al ruimte-tijd-rimpelingen gedetecteerd, zwaartekrachtgolven genoemd, afkomstig van samengevoegde zwarte gaten - ontdekkingen die leidden tot de Nobelprijs in 2017.

Maar hoewel de detectie van LIGO slechts een van de vele waarnemingen was die het bestaan ​​van zwarte gaten ondersteunden, vormen deze exotische objecten nog steeds theoretische problemen. Ze lijken bijvoorbeeld niet te stroken met de wetten van de kwantummechanica. Een manier om deze problemen op te lossen is als zwarte gaten eigenlijk wormgaten waren.

Punt van geen terugkeer

Een van de belangrijkste kenmerken van zwarte gaten is de gebeurtenishorizon, een gebied van ruimte-tijd waarboven niets kan ontsnappen, zelfs geen licht. Als je iets in een zwart gat gooit, is het voor altijd verloren - tot op zekere hoogte. Stephen Hawking ontdekte dat zwarte gaten dankzij een fenomeen dat bekend staat als quantum-tunneling, feitelijk een klein beetje straling kunnen produceren, dat bekend zou worden als Hawking-straling. In de loop van de tijd konden zwarte gaten zelfs verdampen als gevolg van deze straling.

"Maar wat eruit komt, is willekeurig", zegt Amber Stuver, astrofysicus aan de Villanova University in Pennsylvania, die niet betrokken was bij het nieuwe onderzoek. De straling bevat geen idee wat er in het zwarte gat is terechtgekomen. [Stephen Hawking: A Physics Icon Remembered in Photos]

"In de kwantummechanica, als je alles over een bepaald systeem weet, zou je in staat moeten zijn het verleden en de toekomst ervan te beschrijven," zei ze. Maar omdat informatie die in een zwart gat terechtkomt voorgoed verloren is, galmt een gebeurtenissenhorizon niet met kwantummechanica.

Om deze zogenaamde black hole-informatieparadox op te lossen, hebben sommige natuurkundigen gesuggereerd dat evenementhorizons niet bestaan. In plaats van afgronden waaruit niets kan terugkeren, kunnen zwarte gaten eigenlijk een groot aantal speculatieve black-hole-achtige objecten zijn die geen event-horizonten hebben, zoals bosonsterren, gravastars, fuzzballs en zelfs wormholes, die werden getheoretiseerd door Albert Einstein en natuurkundige Nathan Rosen decennia geleden.

Zwart gat lijkt op elkaar

In een studie uit 2016 in het tijdschrift Physical Review Letters, stelden natuurkundigen de hypothese dat als twee wormgaten botsen, ze zwaartekrachtgolven produceren die erg lijken op die gegenereerd door het samenvoegen van zwarte gaten. Het enige verschil in het signaal zou zijn in de laatste fase van de fusie, de ringdown genaamd, wanneer het nieuw gecombineerde zwarte gat of wormgat ontspant in zijn uiteindelijke toestand.

Omdat wormgaten geen gebeurtenishorizon hebben, kunnen gravitatiegolven die deze objecten raken terugveren, waardoor een echo ontstaat tijdens de ringdown.

"Het interieur van het object is een soort holte waarin zwaartekrachtsgolven worden weerspiegeld", vertelden de onderzoekers van de nieuwe studie WordsSideKick.com in een e-mail. "De productie van gravitationele echo's verschilt niet veel van de gewone geluidsecho's in een vallei."

In de paper, gepubliceerd in januari in het tijdschrift Physical Review D, analyseerde het team van fysici uit België en Spanje de roterende wormgaten, die realistischer zijn dan de niet-draaiende variëteit die in het werk van 2016 is bestudeerd. Ze berekenden hoe het resulterende gravitatiegolfsignaal eruit zou zien als de wormgaten zouden samensmelten. [De 18 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde]

Omdat de sterkte van het signaal tijdens de ringdown daalt, zou dat gedeelte van het signaal te zwak zijn om de huidige configuratie van LIGO te detecteren. Maar dat zou in de toekomst kunnen veranderen, aangezien onderzoekers het instrument blijven verbeteren en verfijnen, aldus de onderzoekers.

"Tegen de tijd dat we met volledige ontwerpgevoeligheid bezig zijn, denk ik dat het misschien mogelijk is om de afkloppingsfase waar deze echo's worden voorspeld op te lossen," zei Stuver, die ook lid is van het LIGO-team.

Toch zijn wormgaten minder wetenschappelijk feit dan science fiction, vaak gebruikt in films en boeken als intergalactische snelwegen. Om wormgaten doorkruisbaar te maken, zou je waarschijnlijk een aantal onbekende exotische materie nodig hebben om ze open te houden. Afgelopen december kwamen natuurkundigen met overdadige wormgaten die geen exotische materie nodig hebben, maar zoals alle wormgaten zijn ze zeer speculatief. "Aan de andere kant zijn de gevolgen van een detectie van echo's van groot belang in de natuurkunde," schreven de onderzoekers in een e-mail aan WordsSideKick.com. "Dus, gezien het feit dat binnenkort een echte experimentele test beschikbaar zal zijn, is het de moeite waard om ze te verkennen."

"Nu is het tijd om serieus de mogelijkheid te nemen dat er andere objecten zijn die zo massief en compact kunnen zijn als zwarte gaten", zei Vitor Cardoso, een fysicus aan de Universiteit van Lissabon in Portugal, die deel uitmaakte van de eerdere studie over nonspinning wormgaten. "Dit is een van de meest opwindende dingen die we kunnen doen met zwaartekrachtsgolven."

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Wat gebeurt er in een zwart gat?.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com