Weiße Löcher – der entgegengesetzte Zwilling der Schwarzen Löcher

Die Existenz weißer Löcher, riesiger kosmischer Strukturen, die alle sich nähernden Objekte abstoßen, ist noch immer umstritten und wird als ein aus der Mathematik der allgemeinen Relativitätstheorie geborener „Geist“ angesehen.

Das Event Horizon Telescope hat dieses Bild des supermassiven Schwarzen Lochs im Zentrum der Galaxie M87 aufgenommen. Bild: EHT-Kollaboration

Schwarze Löcher sind Regionen, in denen die Schwerkraft alle anderen Kräfte im Universum überwältigt und eine Materiemasse zu einem unendlich kleinen Punkt, einer sogenannten Singularität, komprimiert. Um die Singularität herum befindet sich ein Ereignishorizont – keine feste physikalische Grenze, sondern lediglich eine Begrenzung der Singularität. Dort ist die Schwerkraft so stark, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann.

Wenn ein massereicher Stern stirbt, drückt sein enormes Gewicht auf seinen Kern, was zur Bildung eines Schwarzen Lochs führt. Materie oder Strahlung, die dem Schwarzen Loch zu nahe kommt, wird von seiner starken Schwerkraft eingefangen und unter den Ereignishorizont gezogen, was zu seiner Zerstörung führt.

Experten verstehen mithilfe von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, wie diese Schwarzen Löcher entstehen und wie sie mit ihrer Umgebung interagieren. Die Allgemeine Relativitätstheorie berücksichtigt den Zeitablauf nicht. Die Gleichungen sind zeitsymmetrisch, das heißt, sie funktionieren mathematisch unabhängig davon, ob man sich vorwärts oder rückwärts in der Zeit bewegt.

Würde man die Entstehung eines Schwarzen Lochs filmen und abspielen, würde man ein Objekt sehen, das Strahlung und Partikel aussendet. Schließlich würde es explodieren und einen riesigen Stern hinterlassen. Das wäre ein Weißes Loch, und gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie ist dieses Szenario durchaus möglich.

Weiße Löcher sind theoretische kosmische Strukturen, die entgegengesetzt zu Schwarzen Löchern funktionieren. Foto: Future/Adam Smith

Weiße Löcher sind noch ungewöhnlicher als Schwarze Löcher. Sie haben zwar eine Singularität im Zentrum und einen Ereignishorizont am Rand. Sie sind immer noch massereiche Objekte mit starker Gravitation. Doch jegliche Materie, die sich dem Weißen Loch nähert, wird sofort mit Überlichtgeschwindigkeit herausgeschleudert, wodurch das Weiße Loch hell leuchtet. Alles außerhalb des Weißen Lochs kann nicht hineingelangen, da es sich schneller als Licht bewegen müsste, um den Ereignishorizont zu durchqueren.

Die Existenz weißer Löcher bleibt jedoch umstritten, da die allgemeine Relativitätstheorie nicht die einzige Theorie im Universum ist. Es gibt auch andere Zweige der Physik, die erklären, wie das Universum funktioniert, beispielsweise die Theorien des Elektromagnetismus und der Thermodynamik.

In der Thermodynamik gibt es den Begriff der Entropie, der lediglich ein Maß für die Unordnung in einem System ist. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie geschlossener Systeme nicht abnehmen kann.

Wenn man beispielsweise ein Klavier in einen Holzhäcksler wirft, entsteht ein Haufen Stücke. Die Unordnung im System nimmt zu, was dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik entspricht. Wirft man jedoch zufällig Stücke in denselben Holzhäcksler, entsteht kein vollständiges Klavier, da dies die Unordnung verringern würde. Dementsprechend ist es nicht möglich, den Entstehungsprozess eines Schwarzen Lochs einfach zurückzudrehen, um ein Weißes Loch zu erhalten, da dies die Entropie verringern würde und Sterne aus einer heftigen Explosion nicht entstehen können.

Weiße Löcher hätten sich also nur bilden können, wenn im frühen Universum ein seltsamer Prozess stattgefunden hätte, der das Problem der abnehmenden Entropie umging. Sie existierten schlicht und ergreifend von Anfang an.

Weiße Löcher wären jedoch immer noch sehr instabil. Sie würden Materie anziehen, aber nichts könnte den Ereignishorizont überschreiten. Alles, selbst ein Photon (ein Lichtteilchen), würde vernichtet, sobald es sich dem Weißen Loch nähert. Das Teilchen könnte den Ereignishorizont nicht überschreiten, wodurch die Energie des Systems sprunghaft ansteigen würde. Schließlich hätte das Teilchen so viel Energie, dass das Weiße Loch zu einem Schwarzen Loch kollabieren und seine Existenz beenden würde. Interessanterweise scheinen Weiße Löcher also keine realen kosmischen Strukturen zu sein, sondern eher „Geister“, die durch die Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie erschaffen wurden.

Thu Thao (Laut Weltraum )

Quellenlink: https://vnexpress.net/ho-trang-phien-ban-song-sinh-trai-nguoc-cua-ho-den-4641378.html