Als je een bericht via een wormgat wilt sturen, kun je het beter kort houden.
Onder bepaalde omstandigheden kan een boodschap worden doorgegeven via een theoretisch wormgat dat zwarte gaten in verschillende universums met elkaar verbindt, ontdekten natuurkundigen in een nieuwe studie. Helaas laten hun resultaten zien dat slechts een kleine hoeveelheid informatie (gemeten in kwantumbits of qubits) kon worden uitgewisseld.
"In onze specifieke opzet vonden we teleurstellende resultaten in die zin dat het slechts in de orde van grootte van een of twee qubits, of een paar stukjes informatie, door het wormgat te sturen is," Sam van Leuven, co-auteur van de nieuw papier en een onderzoeker aan de Universiteit van de Witwatersrand in Johannesburg, vertelde WordsSideKick.com.
Als je iets in een zwart gat zou sturen, zou het typisch in het midden terechtkomen, op een oneindig dicht punt dat bekend staat als de singulariteit, om nooit meer terug te keren naar zijn vorige leven. Maar als een zwart gat via een wormgat met een ander zwart gat was verbonden en het traject van de boodschap precies goed was, zou het theoretisch kunnen doorkruisen en de andere kant van dat wormgat verlaten - dat zich in een alternatief universum zou kunnen bevinden.
Verwant: 9 ideeën over zwarte gaten die je zullen verbazen
Om dit te doen, moeten beide universums en het verbonden zwarte gat een bepaald soort fysica en geometrie hebben. Zo zou het verplaatsbare wormgat alleen mogelijk zijn als de ruimtetijd een negatieve kromming had. Dat betekent dat je ruimte-tijd kunt visualiseren als een enorm zadel, waar als twee wezens zouden proberen in parallelle paden te lopen, ze zich daadwerkelijk van elkaar zouden verwijderen.
Wetenschappers hebben geweten dat in theorie deze specifieke universumopstelling informatie doorlaat via wormgaten, en ze hebben eerder enkele schattingen gemaakt om te bepalen hoeveel informatie op deze manier zou kunnen reizen.
"We weten nu dat dit proces analoog is aan kwantumteleportatie ... maar er zijn grenzen aan de hoeveelheid informatie die kan worden verzonden", zegt Aron Wall, een onderzoeker bij de afdeling Toegepaste Wiskunde en Theoretische Fysica aan de Universiteit van Cambridge die dat niet was betrokken bij de nieuwe studie. (Bij quantumteleportatie kan informatie vrijwel onmiddellijk over grote afstanden worden verzonden met behulp van deeltjes die in quantumverstrengeling waren, wat betekent dat hun toestanden met elkaar zijn verbonden, ongeacht de afstand die hen scheidt.)
In het nieuwe onderzoek bestudeerden Van Leuven en zijn collega's het verplaatsbare wormgat met behulp van de geometrie van de ruimte-tijd zoals beschreven door Albert Einsteins algemene relativiteitstheorie. De wiskunde die werd gebruikt om het scenario te beschrijven, werd voor het gemak gedaan in een tweedimensionaal universum, maar het zou ook moeten gelden voor een 3D-universum, zoals het onze.
De resultaten toonden aan dat slechts een paar stukjes informatie tegelijk door het wormgat konden worden geleid - minder dan bij andere methoden was gevonden. Ze ontdekten ook dat het sturen van berichten via het wormgat de zwarte gaten zou veranderen. Het verzendende zwarte gat zou in massa toenemen en het ontvangende zwarte gat zou in massa afnemen, met elk verzonden bericht. Bij het eerste bericht zou het ontvangende zwarte gat ongeveer 30% van zijn massa verliezen en bij daaropvolgende berichten zou het zwarte gat verdwijnen. Bovendien zou elk volgend bericht in omvang afnemen, zodat het bericht uiteindelijk geen informatie zou bevatten.
Van Leuven en andere wetenschappers gaan door met het bestuderen van een breed scala aan opstellingen en regels, zowel vergelijkbaar als verschillend van die van ons eigen universum, die de overdracht van meer informatie mogelijk zouden kunnen maken. Momenteel zijn dergelijke wormgaten en verbonden zwarte gaten volledig theoretisch, maar wetenschappers denken dat het niet helemaal onmogelijk is dat ze kunnen worden gemaakt of gemanipuleerd door een soort geavanceerde beschaving.
"We proberen generalisaties van onze opstelling te vinden die meer informatie mogelijk zouden maken, maar dat is een werk in uitvoering", vertelde Van Leuven aan WordsSideKick.com. 'Maar er zal altijd een limiet zijn. Het zal geen oneindige hoeveelheid informatie zijn die je kunt verzenden zonder het wormgat te vernietigen.'
De studie werd op 29 juli online geplaatst in het preprint-tijdschrift arXiv en werd ingediend bij het Journal of High Energy Physics.
