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 das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87 abgebildet. Foto: EHT-Zusammenarbeit
Schwarze Löcher sind Bereiche, in denen die Schwerkraft vollständig zusammenbricht. In diesen Bereichen überwältigt die Schwerkraft alle anderen Kräfte im Universum und komprimiert eine Materiemasse auf einen unendlich kleinen Punkt, der als Singularität bezeichnet wird. Die Singularität ist vom Ereignishorizont umgeben, der keine feste physikalische Grenze darstellt, sondern lediglich eine Grenze um die Singularität, wo die Schwerkraft so stark ist, 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. Jegliche Materie oder Strahlung, die dem Schwarzen Loch zu nahe kommt, wird von seiner starken Schwerkraft erfasst und unter den Ereignishorizont gezogen, was zur Zerstörung führt.
Experten verstehen durch Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, wie Schwarze Löcher entstehen und wie sie mit ihrer Umgebung interagieren. Die allgemeine Relativitätstheorie kümmert sich nicht um den Lauf der Zeit. Die Gleichungen sind zeitsymmetrisch, was bedeutet, dass sie mathematisch gut funktionieren, egal ob man sich vorwärts oder rückwärts in der Zeit bewegt.
Wenn wir die Entstehung eines Schwarzen Lochs filmen und anschließend wiedergeben würden, würden wir ein Objekt sehen, das Strahlung und Partikel aussendet. Irgendwann wird er explodieren und einen riesigen Stern hinterlassen. Das ist das weiße 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 seltsamer als schwarze Löcher. Sie werden immer noch eine Singularität im Zentrum und einen Ereignishorizont am äußeren Rand haben. Es handelt sich immer noch um massereiche Objekte mit starker Gravitationskraft. Doch jegliche Materie, die sich dem Weißen Loch nähert, würde sofort mit Überlichtgeschwindigkeit herausgeschleudert, wodurch das Weiße Loch hell leuchten würde. Alles außerhalb des weißen Lochs könnte nicht hineingelangen, da es schneller als das Licht reisen müsste, um den Ereignishorizont zu überwinden.
Die Existenz weißer Löcher bleibt jedoch umstritten, da die allgemeine Relativitätstheorie nicht die einzige Theorie im Universum ist. Es gibt andere Zweige der Physik, die erklären, wie das Universum funktioniert, wie etwa die Theorien des Elektromagnetismus und der Thermodynamik.
In der Thermodynamik gibt es das Konzept der Entropie, das einfach ein Maß für die Unordnung in einem System ist. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie geschlossener Systeme nicht abnehmen kann.
Wenn Sie beispielsweise ein Klavier in einen Holzhäcksler werfen, ist das Ergebnis ein Haufen Stücke. Das Chaos im System nimmt zu und erfüllt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Wenn Sie jedoch beliebige Stücke in denselben Holzhäcksler werfen, wird das Ergebnis kein komplettes Klavier sein, da dies das Chaos verringern würde. Dementsprechend ist es nicht möglich, den Entstehungsprozess schwarzer Löcher einfach zurückzuspulen, um weiße Löcher zu erhalten, da dies die Entropie verringert und aus einer gewaltigen Explosion keine Sterne entstehen können.
Weiße Löcher konnten sich also nur bilden, wenn im frühen Universum ein seltsamer Prozess stattfand, der das Problem der abnehmenden Entropie umging. Sie existierten einfach seit Anbeginn des Universums.
Allerdings wäre das Weiße Loch immer noch sehr instabil. Sie ziehen Materie an, aber nichts kann den Ereignishorizont überschreiten. Alles, sogar ein Photon (Lichtteilchen), würde zerstört werden, sobald es sich dem weißen Loch nähert. Das Teilchen wäre nicht in der Lage, den Ereignishorizont zu überschreiten, was zu einem sprunghaften Anstieg der Energie des Systems führen würde. Schließlich verfügt das Teilchen über so viel Energie, dass es das Weiße Loch zu einem Schwarzen Loch kollabieren lässt und damit dessen Existenz beendet. So interessant es auch ist: Weiße Löcher scheinen keine realen kosmischen Strukturen zu sein, sondern eher „Geister“, die aus der Mathematik der allgemeinen Relativitätstheorie entstanden sind.
Thu Thao (Laut Weltraum )
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