Wormgaten – vreemde, hypothetische tunnels door de ruimtetijd– kunnen zich gedragen als kosmische vergrootglazen. Mogelijk zijn ze te onderscheiden van zwarte gaten door de manier waarop ze licht van verder weg gelegen objecten vervormen.
Als wormgaten bestaan, kunnen we ze misschien vinden dankzij de manier waarop ze licht vergroten. Het verschijnsel waarbij een object het licht van een achterliggend object vervormt met zijn zwaartekrachtveld, heet een zwaartekrachtlens. Mogelijk horen wormgaten tot de sterkst mogelijke zwaartekrachtlenzen.
Vergroten en vervormen
Zwaartekrachtlenzen komen vrij veel voor in de ruimte. Ze worden ingezet om donkere materie te onderzoeken, of om de relativiteitstheorie op de pijnbank te leggen. Daarom is het belangrijk om de lenswerking van verschillende kosmische objecten goed te begrijpen.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Mian Zhu, natuurkundige aan de Hong Kong University of Science and Technology in China, berekende met collega’s hoe een wormgat met een elektrische lading het licht van achterliggende objecten vergroot en vervormt. Als we dat weten, zou dat kunnen helpen bij de zoektocht naar wormgaten, die twee afzonderlijke gebieden van de ruimtetijd met elkaar verbinden.
Onmogelijk te onderscheiden
‘Bepaalde soorten wormgaten kunnen dezelfde signalen produceren als zwarte gaten’, zegt Zhu. ‘daarom is het belangrijk om deze hypothetische objecten te bestuderen, om te zien hoe we ze van zwarte gaten kunnen onderscheiden.’
Zhu en collega’ stelden vast dat het moeilijk, en in sommige gevallen zelfs onmogelijk, is om een wormgat van een zwart gat te onderscheiden. Maar tussen groepen van beide typen objecten zouden er wel kleine verschillen kunnen zijn.
Tot honderdduizend keer vergroot
Zwaartekrachtlenzen splitsen en vervormen licht op zo’n manier dat er vaak meerdere beelden van hetzelfde object op de achtergrond ontstaan. Bij zwarte gaten kan dat elk denkbaar aantal kopieën opleveren. Maar bij wormgaten, zo stelden de onderzoekers vast, is er òfwel een beeld, òfwel drie. Als er drie beelden te zien zijn, is een daarvan extreem helder. De andere twee zijn iets zwakker, en hebben dezelfde helderheid.
Bij dit soort zwaartekrachtlenswerking kan een object tot honderdduizend keer vergroot worden. Als de leden van een groep mogelijke wormgaten ieder dit patroon laten zien, zou dat bevestigen dat het om wormgaten gaat in plaats van zwarte gaten.
Pas net begonnen
De enorme vergrotingsfactor zou ook handig zijn om de achterliggende objecten te bestuderen. We zouden alleen niet af kunnen leiden welk soort object als vergrootglas fungeert.
‘De hoge precisie-zoektocht naar donkere objecten is pas net begonnen’, zegt Zhu. ‘We hebben nog niet genoeg aanwijzingen verzameld om het bestaan van wormgaten te bewijzen of uit te sluiten. Maar wat we wel kunnen doen, is de signatuur van zulke objecten voorspellen. Toekomstige observaties moeten dan uitwijzen met welk object we van doen hebben.’
