Wie können wir Wurmlöcher in unserem Universum finden?
Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie hat unser Verständnis grundlegender physikalischer Konzepte wie Raum und Zeit radikal verändert. Hat uns aber auch einige Rätsel hinterlassen.
Eines davon waren Schwarze Löcher, die erst in den letzten Jahren eindeutig entdeckt wurden. Das andere sind Wurmlöcher - Brücken, die verschiedene Punkte in der Raumzeit verbinden und theoretisch kurze Wege für Raumfahrer bieten.
Wurmlöcher sind immer noch im Bereich der Vorstellungskraft. Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass wir sie bald auch finden können. In den letzten Monaten haben mehrere neue Studien interessante Wege aufgezeigt.
Schwarze Löcher und Wurmlöcher sind spezielle Arten von Lösungen für Einsteins Gleichungen, die entstehen, wenn die Struktur der Raumzeit durch die Schwerkraft stark verzerrt wird. Wenn zum Beispiel Materie extrem dicht ist, kann das Gewebe der Raumzeit so gekrümmt werden, dass nicht einmal Licht aus ihm austreten kann. Dies ist ein schwarzes Loch.
Da die Theorie das Strecken und Biegen des Gewebes der Raumzeit erlaubt, können alle möglichen Konfigurationen vorgestellt werden.
1935 beschrieben Einstein und der Physiker Nathan Rosen, wie zwei Blätter der Raumzeit miteinander verbunden werden können, um eine Brücke zwischen den beiden Universen zu schlagen. Dies ist eine Art Wurmloch - und viele andere wurden seitdem vorgestellt.
Einige Wurmlöcher können „begehbar“ sein, was bedeutet, dass Menschen durch sie gehen können. Dazu müssen sie jedoch groß genug sein und offen bleiben, während sie der Schwerkraft widerstehen, die versucht, sie zu schließen. Es würde eine enorme Menge an "negativer Energie" erfordern, um die Raumzeit auf diese Weise herauszuschieben.
Klingt nach Science Fiction? Wir wissen, dass negative Energie vorhanden ist, kleine Mengen davon wurden bereits im Labor erzeugt. Wir wissen auch, dass negative Energie hinter der beschleunigten Expansion des Universums steckt.
Die Natur hat vielleicht einen Weg gefunden, Wurmlöcher zu schaffen.
Wie können wir die Existenz von Wurmlöchern beweisen? In einem neuen Artikel, der in den Monthly Notices der Royal Society veröffentlicht wurde, schlagen russische Astronomen vor, dass sie im Zentrum sehr heller Galaxien existieren könnten, und bieten Lösungen an, um sie zu finden.
Die Forschung basiert auf dem, was passieren würde, wenn Materie, die von einer Seite eines Wurmlochs austritt, mit Materie kollidiert, die von der anderen Seite fällt. Berechnungen zeigen, dass die Kollision zu einer beeindruckenden Explosion von Gammastrahlen führen wird, die wir mit Teleskopen beobachten könnten.
Diese Strahlung könnte der Schlüssel zur Unterscheidung zwischen einem Wurmloch und einem Schwarzen Loch sein, von denen früher angenommen wurde, dass sie von außen nicht zu unterscheiden sind. Schwarze Löcher sollten jedoch weniger Gammastrahlen aussenden und sie in einem Strahl ausstoßen, während die durch ein Wurmloch erzeugte Strahlung auf eine riesige Kugel beschränkt wäre.
Die Idee, dass es im Zentrum von Galaxien Wurmlöcher geben könnte, ist nicht neu. Nehmen wir zum Beispiel das supermassereiche Schwarze Loch in der Mitte der Milchstraße. Es wurde entdeckt, indem die Umlaufbahnen der Sterne um ein Schwarzes Loch sorgfältig verfolgt wurden, und diese wichtige Leistung wurde 2020 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Im Gegensatz zu einem Schwarzen Loch kann ein Wurmloch etwas Schwerkraft von Objekten auf der anderen Seite übertragen. Diese unheimliche Gravitationswirkung würde den Sternen in der Nähe des galaktischen Zentrums einen winzigen Tritt verleihen. Laut der Studie wird es in naher Zukunft erforderlich sein, den spezifischen Effekt während der Beobachtungen zu messen, wenn die Empfindlichkeit unserer Instrumente etwas höher wird.
Quellen: Foto: NASA