Weiße Löcher: Der mysteriöse Zwilling des Schwarzen Lochs

In den unendlichen Weiten des Universums ist es wahrscheinlich, dass viele, wenn nicht die meisten Objekte der menschlichen Aufmerksamkeit völlig entgehen. Theoretische Physiker, sogar Einstein, können uns nur begrenzt sagen, was sein könnte und was nichtda draußen. Um es einfach auszudrücken, es gibt einige Dinge, die theoretisch nicht existieren sollten, die aber trotzdem existieren könnten. Ein solches Objekt ist das theoretische Gegenteil des Schwarzen Lochs – das Weiße Loch.

Was ist ein weißes Loch?

Der einfachste Weg, ein weißes Loch zu visualisieren, ist im Grunde als Schwarzes Loch umgekehrt.

Weiße Löcher sind nicht nur Schwarze Löcher mit einem neuen Anstrich. Tatsächlich wird angenommen, dass sie, trotz ihres Namens, Schwarzen Löchern sehr ähnlich sehen. Fast identisch, sogar – ein kosmischer Zwilling. Eine Crew von Astronauten nähert sich einemkaum einen Unterschied feststellen können.

Allerdings hätten Astronauten ein sofortiges „Tell“ für ein weißes Loch: Es würde keine massive Gravitationsquelle drohen, sie einzusaugen, wenn sie in den Weiten des Weltraums zu nahe an einem vorbeikommen. Das liegt an Schwarzen und Weißen LöchernLöcher können als funktionale Gegensätze betrachtet werden.

Während ein Schwarzes Loch möglicherweise alle Materie in der Nähe ansaugt und sie mit genügend Kraft zerquetscht, um sie auf atomarer Ebene auseinanderzuziehen, haben weiße Löcher keinen nennenswerten „Zug“.

Inwiefern ist ein weißes Loch dann das „Gegenteil“ eines schwarzen Lochs? Es ist alles in den Schlüsselmerkmalen eines schwarzen Lochs. Ungeachtet dessen, wie schwarze Löcher so dargestellt werden, als würden sie nahe gelegene Materie in einen kosmischen Abgrund saugen, ist ihre eigentliche DefinitionMerkmal ist mit einem so starken Gravitationsfeld, dass keine Materie oder Strahlung, nicht einmal Licht kann entkommen. Immer noch düster, nur anders.

Im Fall eines weißen Lochs wäre das Gegenteil der Fall – nichts könnte eintreten. Es ist ein kosmisches Tor, das nichts passieren kann – kein Licht, keine Materie. Im Gegensatz dazu würde ein weißes Loch ständig Materie und Licht aussenden, aber währendMaterial in einem weißen Loch kann austreten, sobald es austritt, gibt es keinen Weg zurück.

Wie entsteht ein weißes Loch?

Da angenommen wird, dass weiße Löcher eng mit schwarzen Löchern verwandt sind, gibt es mehrere Theorien darüber, wie sie entstehen könnten.

Die theoretischen Ursprünge der Weißen Löcher lassen sich auf den russischen Kosmologen Igor Novikov im Jahr 1964 zurückführen.Novikov hatte die Idee von Weißen Löchern als eine Art kosmischer Zwilling von Schwarzen Löchern als Teil einer Lösung für Einsteins Feldgleichungen, aufbauend auf der Arbeit des deutschen Physikers Karl Schwarzchild, der die Raumzeitgeometrie des leeren Raums um jeden herum beschriebsphärische Masse.

Schwarzchilds Lösungen für Einsteins Feldgleichungen beinhalteten die Vorhersage, dass, wenn eine Masse innerhalb eines kritischen Radius jetzt Schwarzschild-Radius genannt komprimiert würde, ihre Schwerkraft so stark werden würde, dass nicht einmal Licht entweichen könnte – mit anderen Worten, sie würde es tunein schwarzes Loch werden.

Aber Schwartzchilds Beschreibung beinhaltete auch die Möglichkeit eines theoretischen „Zwillings“ für das Schwarze Loch sowie das, was wir heute Wurmlöcher nennen – Falten in der Raumzeit, die Objekte im Weltraum theoretisch passieren können, um nahezu augenblicklich große Entfernungen zu überwinden – dazwischendie Ereignishorizonte eines Schwarzen Lochs und eine theoretische „negative“ Version der Singularität.

1960 erweiterte der Mathematiker Martin David Kruskal die Arbeit von Schwarzchild um eine Reflexion der Singularität des Schwarzen Lochs, aber es war Novikov, der daraus den Begriff eines Weißen Lochs entwickelte.

Bis vor kurzem behandelten Physiker die Möglichkeit von weißen Löchern als mathematische Übung – sie konnten als mathematisch machbar gezeigt werden, wurden aber im „wirklichen Leben“ als unmöglich angesehen. Ein Grund dafür war, dass niemand auftauchen konntemit einem Mechanismus dafür, wie sie sich tatsächlich bilden würden – ein Schwarzes Loch entsteht, wenn ein Stern kollabiert, aber das Gegenteil davon – ein Schwarzes Loch, das in einen Stern ausbricht, scheint die Gesetze der Entropie zu verletzen.

Eine andere Theorie legt nahe, dass weiße Löcher keine Zwillinge von schwarzen Löchern sind, aber was passiert mit einem schwarzen Loch nach seinem Tod, wenn auch für eine sehr sehr kurzer Moment.

Allerdings die Arbeit des Physikers Stephen Hawking zeigte, dass Schwarze Löcher aufgrund der stetigen Umwandlung von Quantenvakuumfluktuationen in der Nähe des Schwarzen Lochs in Paare von Teilchen und Antiteilchen tatsächlich Wärmestrahlung Hawking-Strahlung aussenden können. Das positive Teilchen entweicht, während das negative Antiteilchen fälltin, wodurch das Schwarze Loch an Masse verliert. Im Laufe der Zeit verringert Hawking-Strahlung die Masse und Rotationsenergie von Schwarzen Löchern und könnte theoretisch ein Schwarzes Loch zum Verdampfen bringen.

Dies wirft jedoch eine Reihe von Fragen auf. Eine davon ist, wenn ein Schwarzes Loch verdunsten kann, was passiert dann mit den Informationen, die es verschluckt hat? Gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie können diese Informationen nicht entweichen, und entsprechendfür die Quantenmechanik kann es nicht gelöscht werden. Die Antwort für einige theoretische Physiker lautet, dass es in einem Wurmloch verschwindet und aus einem weißen Loch auftaucht.

Einige Physiker vermuten, dass sich ein Schwarzes Loch, sobald es klein genug geworden ist, in ein Weißes Loch verwandeln könnte. Dieses Weiße Loch wäre, ähnlich wie bei Tardis, außen winzig, aber das Innere würde einen Großteil der vom Schwarzen Loch verschluckten Informationen enthalten, die sich dann im Laufe der Zeit herausbilden würden. Andere vermuten jedoch, dass die Explosion des Urknalls tatsächlich das Auftauchen von Informationen aus einem Weißen Loch gewesen sein könnte.

Gibt es weiße Löcher?

Derzeit gibt es keine Hinweise auf die Existenz von Weißen Löchern im Universum. Bis jetzt ist das Weiße Loch ein rein theoretisches Konzept.

Das, was wir einer potenziellen Sichtung eines weißen Lochs im Weltraum am nächsten gekommen sind, kam von ein 2011 veröffentlichtes Papier. Wissenschaftler spekulierten, dass der bekannte Gammastrahlenausbruch GRB 060614 die Überreste eines weißen Lochs sein könnten.

Abgesehen davon ist alles, was wir über weiße Löcher geschrieben haben, rein theoretisch. Trotzdem gibt es in der wissenschaftlichen Gemeinschaft Hoffnung, dass die Existenz von weißen Löchern irgendwann bewiesen wird. Immerhin hat Einstein seine Allgemeine Theorie derRelativitätstheorie im Jahr 1915, die die Existenz von Schwarzen Löchern vorhersagte, aber es war 1971, bevor das erste Schwarze Loch tatsächlich identifiziert wurde.

Während viele Wissenschaftler weiße Löcher als rein mathematische Übung betrachten, hoffen andere, dass wir dieses ausgesprochen seltene astrologische Ereignis irgendwann entdecken können. Obwohl wir es möglicherweise nicht erkennen, wenn wir es tun. Stephen Hawking wies darauf hin, dass sich Weiße Löcher und Schwarze Löcher auf die gleiche Weise verhalten könnten, was sie praktisch ununterscheidbar macht.

Ein Großteil der Ungewissheit bei Weißen Löchern stammt von unserem derzeitigen Verständnis der Astrophysik. Weiße Löcher gelten von Natur aus als unglaublich instabil. Es gibt keine Möglichkeit, dass ein kosmisches Ereignis, das so viel Materie ausstößt, lange genug bestehen könnte, um in einem gefangen zu werdenTeleskop des Astronomen.

Einige spekulieren, dass, wenn weiße Löcher beginnen, Materie auszustoßen, das System sofort in ein schwarzes Loch kollabieren würde, sobald die ausgestoßene Materie mit irgendeiner Materie im Orbit kollidiert, wodurch möglicherweise eine unendliche Schleife aus weißen Löchern entsteht, die zu schwarzen Löchern werden und umgekehrt.

Schwerkraft des Weißen Lochs

Ähnlich wie das, was im Zentrum der Singularität eines Schwarzen Lochs vor sich geht, erfordert, dass man sein Verständnis der klassischen Schwerkraft erweitert, müssen auch weiße Löcher möglicherweise durch eine spezielle theoretische Linse betrachtet werden, um sie zu beweisen.

Am nächsten kommt uns die Idee der Loop-Quantengravitation – derzeit eine weit entfernte Theorie am Rande der Mainstream-Physik.

Gemäß dieser Theorie besteht die Raumzeit – das grundlegende Konzept von Einsteins bahnbrechender Arbeit zur Relativitätstheorie – auf ihrer grundlegenden Ebene aus einer Reihe von „Schleifen“, die alles in einem nie endenden Netzwerk von Knoten miteinander verbinden. Diese Schleifen verbinden den Raum, die unter dieser Theorie als Blöcke verstanden werden, und könnte verhindern, dass sterbende Sterne zu Punkten unendlicher Dichte zusammenbrechen, sondern zurückprallen und sich in weiße Löcher verwandeln.

Sollte die Annäherung der Schleifen-Quantengravitation an weiße Löcher als möglich nachgewiesen werden, könnten sich viele der Supernovae, die Astronomen im Laufe der Jahre beobachtet haben, als Marker für die Entstehung und den Tod eines weißen Lochs erweisen, ähnlich wie einige der Theorien rund um GRB060614.