Weiße Löcher

Was sind weiße Löcher - und gibt es sie überhaupt? Es ist vielen wahrscheinlich nicht bewusst, dass sie weiße Löcher bereits kennen und zwar aus dem Bereich des Science Fiction. Dort kommen häufig Wurmlöcher vor, welche im Prinzip nichts anderes sind, als ein schwarzes und ein weißes Loch, die durch einen Raum- und Zeittunnel verbunden sind. Während das schwarze Loch unwiderstehlich Licht und Materie anzieht, stößt das weiße durchgehend Licht und Materie aus und lässt nichts hineingelangen

Ein schwarzes Loch ist also ein sehr dichtes Etwas im Weltall, dessen Existenz schon mehrfach bewiesen wurde. Dass es schwarze Löcher wirklich gibt, gilt als Beweis für Einsteins allgemeine Relativitätstheorie.

Doch jede mathematische Theorie braucht ein mögliches Entstehungsszenario um realitätstauglich zu sein. Bei einem schwarzen Loch weiß man, dass es ein massereicher Stern ist, der bis hin zu einer Singularität — ein Ort an dem die Gravitation so stark ist, dass die Krümmung der Raumzeit dividiert, also unendlich ist — kollabiert. Für weiße Löcher da gegen, gibt es auch ein mathematisches Entstehungsszenario, die Schleifenquantengravitation. Laut dieser Theorie besteht die Raumzeit aus Schleifen einer endlichen Größe. In diesem Fall würde der Kollaps eines massereichen Sternes nicht hin bis zu einer Singularität gehen, sondern von den Schleifen einen Quantenrückprall erleiden, sodass der Stern kollabiert und die eingesogene Masse im gleichen Moment wieder in ein weißes Loch explodiert. Das Entscheidende ist jetzt aber, dass der Quantenrückprall nur aus der Sicht des schwarzen Lochs in Bruchteilen einer Sekunde stattfindet, weil dort die Zeit langsamer vergeht als für Beobachter aus größerer Entfernung. Dieser Effekt ist stärker je massereicher das schwarze Loch ist. Wir Beobachter könnten jetzt schwarze Löcher, die bei der Entstehung des Universums vor 13,7 Milliarden Jahren ein Gewicht von etwa 40 Kilogramm hätten, bei der Umwandlung in weiße Löcher beobachten, deren Energie sich in Form von Gammablitzen zeigen würde. Für ein größeres schwarzes Loch, in etwa so massereich wie unsere Sonne, müssen wir noch etwa zehn undezillionen Jahre (also 10 hoch 67 Jahre) warten, bis das Ereignis für uns sichtbar wird.

Gibt es weiße Löcher nun wirklich? Die Feldgleichungen Einsteins haben nicht nur die singuläre Lösung eines schwarzen Loches, denn sie sind zeitsymmetrisch, was darauf hinausläuft, dass wenn man das Vorzeichen umdreht, man das Gegenteil herausbekommt, also ein weißes Loch. Das heißt auf der Zeitachse gibt es zwei unterschiedliche Lösungen.

Jedoch muss eine mathematisch prognostizierte Sache nicht unbedingt existieren. Das Hauptargument gegen weiße Löcher ist nämlich, dass sie dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik widersprechen. Nach diesem kann die Entropie — Anzahl möglicher Zustände — eines geschlossenen Systems nur zunehmen oder gleich bleiben, aber niemals geringer werden. Schwarze Löcher vergrößern mit fortschreitender Zeit die Entropie, da die Schwarze - Loch - Entropie an den Ereignishorizont gekoppelt ist. Fällt über die Zeit immer mehr Licht und Materie in das schwarze Loch, wird der Ereignishorizont größer und somit auch die Entropie. Ein weißes Loch, also ein zeitumgekehrtes schwarzes Loch, würde die Entropie verringern. Das ist laut Thermodynamik nicht möglich, es sei denn die Zeit läuft kurzzeitig rückwärts. Dies ist laut der Quantentheorie in kurzen Blips möglich. Währenddessen könnte ein weißes Loch entstehen, das danach sofort wieder explodieren würde, was wir als Gammablitz sogar womöglich sehen könnten.

Weiße Löcher lösen aber auch Probleme, denn die Quantentheorie besagt, dass Information niemals verloren gehen kann. Weil schwarze Löcher aber durch die Hawkings-Strahlung verdampfen, geht die Information letztendlich verloren. Wäre das schwarze Loch durch ein Wurmloch mit einem weißen Loch verbunden oder es würde zu einem weißen Loch werden, würde das weiße Loch die Information wieder ausstrahlen und sie würde nicht verloren gehen.

Wir müssen also Gammablitze, die auf kein Ereignis zurückzuführen sind, beobachten um die Existenz von weißen Löchern zu beweisen.

Quelle: TerraX https://www.youtube.com/watch?v=nfeIC57fIks

Experiment: Das weiße Loch in der Küche!

Du brauchst:

Ein Waschbecken, einen Teller, eine Pipette bzw. eine kleine Spritze (zur Not geht auch ein Teelöffel) und gefärbtes Wasser (geht am besten mit einem Wassermalkasten).

Durchführung:

Lege den Teller mit der unteren Seite nach oben in das Waschbecken, so dass die Öffnung des Wasserhahns ungefähr über der Mitte des Tellers liegt. Fülle das gefärbte Wasser in deine Pipette bzw. deine Spritze (wenn du einen Teelöffel hernimmst, schöpfe mit diesem ein bisschen Wasser). Nun öffne den Wasserhahn und träufle etwas Farbwasser an die Stelle, wo der Wasserstrahl den Teller trifft. Du siehst, wie um diesen Punkt herum sich ein Art weißes Loch bildet, dass klar bleibt, so viel Farbwasser du auch hinein träufelst.

V. W.