In der Science-Fiction werden Wurmlöcher oft verwendet, um lange Strecken im Weltraum zurückzulegen. Sind diese magischen Brücken in der Realität möglich?
Bei aller Begeisterung sieht die Zukunft der Menschheit im Weltraum (hier bedeutet Weltraum nicht das Sonnensystem und nicht einmal die Galaxie) verschwommen aus. Wir sind Säcke mit Fleisch und Wasser, es gibt noch mehr Wasser und die Sterne sind sehr, sehr weit weg. Mit der optimistischsten Raumfahrttechnologie, die man sich vorstellen kann, ist es unwahrscheinlich, dass es gelingt, einen anderen Stern im Leben zu erreichen.
Die Realität sagt uns, dass selbst die nächsten Sterne unvorstellbar weit entfernt sind und dass die Reise eine enorme Menge an Energie und Zeit in Anspruch nehmen wird. Die Realität sagt, dass wir ein Schiff brauchen, das irgendwie Hunderte oder Tausende von Jahren überleben kann, in denen Generationen und Generationen von Astronauten geboren werden, ihr Leben leben und auf dem Weg zu einem anderen Stern sterben werden.
Science Fiction hingegen reizt uns mit verführerischen Techniken fortgeschrittener Bewegung. Schalten Sie Ihren Warp-Antrieb ein und beobachten Sie, wie die Sterne vorbeifliegen. Die Reise nach Alpha Centauri ist wie eine Kreuzfahrt.
Es ist noch einfacher, ein Wurmloch zu nehmen. Eine magische Brücke, die zwei Punkte in Raum und Zeit miteinander verbindet. Bestimmen Sie einfach Ihr Ziel und warten Sie, bis sich das Sternentor stabilisiert und bewegt hat. Bewegen Sie sich an einen Ort, der eine halbe Galaxie von Ihnen entfernt ist.
Es wäre schön. Jemand muss definitiv diese Wurmlöcher erfinden und uns den Weg in eine schöne neue Zukunft des intergalaktischen Reisens ebnen - nein, schneiden -. Woher kommen diese Wurmlöcher und warum benutzen wir sie immer noch nicht?
Ein Wurmloch, auch als Einstein-Rosen-Brücke bekannt, ist eine theoretische Methode, um Raum und Zeit zu durchdringen, damit zwei Punkte im Raum miteinander verbunden werden können. Und dann sofort von einem zum anderen wechseln.
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Ein klassisches Beispiel für eine Wurmlochdemonstration wurde im Film Interstellar gezeigt: Sie zeichnen zwei Punkte auf Papier, falten das Papier und stechen beide Punkte mit einem Bleistift durch. Ok, auf dem Papier ist alles klar, aber was ist mit der Physik?
Einstein zeigte, dass die Schwerkraft keine Kraft ist, die Materie wie Magnetismus anzieht, sondern die Raumzeit verbiegt. Der Mond glaubt, sich in einer geraden Linie durch den Weltraum zu bewegen, folgt aber tatsächlich einem gekrümmten Pfad, der durch die Schwerkraft der Erde erzeugt wird.
Albert Einstein und der Physiker Nathan Rosen entschieden, dass es möglich ist, die Raumzeit so eng zu verwechseln, dass zwei Punkte denselben physischen Ort teilen. Wenn es Ihnen dann gelingt, das Ganze zu stabilisieren, können Sie die beiden Raum-Zeit-Regionen sorgfältig voneinander trennen, sodass sie sich am selben Ort befinden, jedoch in einem beliebigen Abstand voneinander.
Tauchen Sie auf einer Seite des Wurmlochs in die Schwerkraft ein und finden Sie sich sofort auf der anderen Seite wieder. Millionen oder Milliarden Lichtjahre entfernt. Und während es theoretisch durchaus möglich ist, Wurmlöcher aus dem zu schaffen, was wir derzeit wissen, ist dies fast unmöglich.
Das erste große Problem ist, dass Wurmlöcher gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie unpassierbar sind. Denken Sie darüber nach: Die Physik, die diese Dinge vorhersagt, erlaubt es nicht, sie als Transportmittel zu verwenden. Dies ist ein starkes Argument gegen sie.
Zweitens sind Wurmlöcher, selbst wenn es möglich ist, Wurmlöcher zu erzeugen, völlig instabil und kollabieren unmittelbar nach der Bildung. Wenn Sie versuchen, in eine Richtung zu gehen, können Sie leicht in ein Schwarzes Loch geraten.
Drittens kann der Versuch, dass Material durch sie hindurchgeht - selbst Photonen des Lichts -, selbst wenn sie passierbar und stabil sind, zum Zusammenbruch führen.
Es gibt jedoch einen Hoffnungsschimmer, da die Physiker nicht vollständig herausgefunden haben, wie Gravitations- und Quantenmechanik kombiniert werden können.
Dies bedeutet, dass das Universum selbst Fakten über Wurmlöcher verbergen kann, die wir noch nicht verstehen. Es besteht die Möglichkeit, dass sie auf natürliche Weise als Teil des Urknalls entstanden sind, als die Raumzeit des gesamten Universums in eine Singularität verwickelt war.
Astronomen schlugen vor, nach Wurmlöchern im Weltraum zu suchen, indem sie beobachteten, wie ihre Schwerkraft das Licht der Sterne hinter ihnen verzerrt. Bisher wurde jedoch nichts gefunden.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass Wurmlöcher auf natürliche Weise auftreten, wie die virtuellen Partikel, von denen wir wissen, dass sie existieren. Nur sie werden im Planck-Maßstab extrem klein sein. Sie benötigen ein kleines Raumschiff.
Eine der faszinierendsten Folgen von Wurmlöchern ist, dass sie für Zeitreisen verwendet werden können.
So funktioniert es. Erstellen Sie zunächst ein Wurmloch im Labor. Nehmen Sie dann ein Ende des Wurmlochs, platzieren Sie es auf dem Raumschiff und fliegen Sie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit, damit der Zeitdilatationseffekt funktioniert.
Für den Menschen werden nur wenige Jahre ein Raumschiff vergehen, während Hunderte oder sogar Tausende von Jahren auf der Erde vergehen werden. Wenn Sie es schaffen, das Wurmloch stabil, offen und begehbar zu halten, wäre es sehr interessant, es zu durchqueren.
Wenn Sie in eine Richtung gehen, legen Sie nicht nur die Entfernung zwischen den Wurmlöchern zurück, sondern reisen auch von einer Zeit zur anderen. Darüber hinaus sollte es in beide Richtungen hin und her funktionieren. Einige Physiker wie Leonard Susskind glauben, dass dies nicht funktionieren wird, da es gegen zwei Grundprinzipien der Physik verstößt: die Erhaltung der lokalen Energie und das Energie-Zeit-Unsicherheitsprinzip.
Leider scheint es, als sollten Wurmlöcher auf absehbare Zeit und vielleicht für immer in der Science-Fiction bleiben. Selbst wenn sich die Gelegenheit ergibt, ein Wurmloch zu schaffen, muss es stabil und offen gehalten werden und wie verhindert werden kann, dass die darin enthaltene Materie zusammenbricht. Wenn wir dieses Kunststück jedoch jemals vollbringen, wird das Problem der Raumfahrt gelöst.
