Weiße Löcher – der entgegengesetzte Zwilling der Schwarzen Löcher

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Die Existenz von Weißen Löchern, riesigen kosmischen Strukturen, die alle Objekte abstoßen, die sich ihnen nähern, ist nach wie vor umstritten und wird als ein aus der Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie geborenes „Geistesobjekt“ betrachtet.

Das Event Horizon Telescope fotografierte das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87. Bild: EHT-Kollaboration — Das Event Horizon Telescope fotografierte das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87. 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 eine Grenze um die Singularität herum, an der 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 eingefangen und unter den Ereignishorizont gezogen, was zu seinem Untergang 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, d. h. sie funktionieren mathematisch sowohl vorwärts als auch rückwärts in der Zeit.

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 sich entgegengesetzt zu Schwarzen Löchern verhalten. Foto: Future/Adam Smith — Weiße Löcher sind theoretische kosmische Strukturen, die sich entgegengesetzt zu Schwarzen Löchern verhalten. Foto: *Future/Adam Smith*

Weiße Löcher sind noch seltsamer als Schwarze Löcher. Sie haben zwar immer noch 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 überwinden.

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 das Konzept der Entropie, das lediglich ein Maß für die Unordnung in einem System darstellt. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie geschlossener Systeme nicht abnehmen kann.

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

Die einzige Möglichkeit für die Entstehung weißer Löcher besteht also darin, dass im frühen Universum ein seltsamer Prozess stattgefunden hat, der das Problem der abnehmenden Entropie umging. Sie existierten einfach von Anfang an im Universum.

Weiße Löcher wären jedoch immer noch sehr instabil. Sie ziehen Materie an, aber nichts kann 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. So interessant es auch ist: Weiße Löcher scheinen keine Strukturen im realen Universum zu sein, sondern eher „Geister“, die durch die Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie erschaffen wurden.

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