Maskhål spelar en nyckelroll i många science fiction -filmer - ofta som en genväg mellan två avlägsna punkter i rymden. Inom fysiken, dock, dessa tunnlar under rymdtiden har förblivit rent hypotetiska. Ett internationellt team under ledning av Dr Jose Luis Blázquez-Salcedo vid universitetet i Oldenburg har nu presenterat en ny teoretisk modell i vetenskapstidskriften Fysiska granskningsbrev som får mikroskopiska maskhål att verka mindre långsökt än i tidigare teorier.

Maskhål, som svarta hål, förekommer i ekvationerna i Albert Einsteins allmänna relativitetsteori, publicerad 1916. Ett viktigt postulat för Einsteins teori är att universum har fyra dimensioner - tre rumsliga dimensioner och tid som den fjärde dimensionen. Tillsammans bildar de det som kallas rumtid, och rymdtid kan sträckas och böjas av massiva föremål som stjärnor, ungefär som ett gummiark skulle böjas av en metallkula som sjunker in i den.

Rymdtidens krökning bestämmer hur objekt som rymdskepp och planeter, men också ljus, röra sig inom den. "I teorin, rumtiden kan också böjas och krökas utan massiva föremål, "säger Blázquez-Salcedo, som sedan har övergått till Complutense University of Madrid i Spanien. I detta scenario, ett maskhål skulle vara en extremt krökt region på rymdtiden som liknar två sammankopplade trattar och förbinder två avlägsna punkter i rymden, som en tunnel. "Ur ett matematiskt perspektiv skulle en sådan genväg vara möjlig, men ingen har någonsin observerat ett riktigt maskhål, "förklarar fysikern.

Dessutom, ett sådant maskhål skulle vara instabilt. Om till exempel ett rymdskepp skulle flyga in i ett, det skulle omedelbart kollapsa till ett svart hål - ett föremål där materia försvinner, aldrig mer ses. Anslutningen som den gav till andra platser i universum skulle brytas. Tidigare modeller tyder på att det enda sättet att hålla maskhålet öppet är med en exotisk form av materia som har en negativ massa, eller med andra ord väger mindre än ingenting, och som bara finns i teorin. Dock, Blázquez-Salcedo och hans kollegor Dr Christian Knoll från University of Oldenburg och Eugen Radu från Universidade de Aveiro i Portugal visar i sin modell att maskhål också kan gå igenom utan sådant.

Forskarna valde ett jämförelsevis enkelt "semiklassiskt" tillvägagångssätt. De kombinerade element i relativitetsteorin med element i kvantteori och klassisk elektrodynamikteori. I sin modell betraktar de vissa elementära partiklar som elektroner och deras elektriska laddning som den materia som ska passera genom maskhålet. Som en matematisk beskrivning, de valde Dirac -ekvationen, en formel som beskriver sannolikhetstäthetsfunktionen för en partikel enligt kvanteteori och relativitet som ett så kallat Dirac-fält.

Som fysikerna rapporterar i sin studie, det är införandet av Dirac -fältet i deras modell som tillåter förekomsten av ett maskhål som kan korsas av materia, förutsatt att förhållandet mellan den elektriska laddningen och maskhålets massa överstiger en viss gräns. Förutom materia, signaler - till exempel elektromagnetiska vågor - kan också passera de små tunnlarna i rymdtid. De mikroskopiska maskhålen som lagts fram av teamet skulle förmodligen inte vara lämpliga för resor mellan stjärnor. Dessutom, modellen skulle behöva förfinas ytterligare för att ta reda på om sådana ovanliga strukturer faktiskt skulle kunna existera. "Vi tror att maskhål också kan existera i en komplett modell, säger Blázquez-Salcedo.