"Weiße Löcher sind gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie mathematisch möglich. Aber bedeutet das, dass sie tatsächlich da draußen sind?
Schwarze Löcher scheinen die ganze Aufmerksamkeit auf sich zu ziehen. Aber was ist mit ihren Spiegelzwillingen, den weißen Löchern? Existieren sie? Und wenn ja, wo sind sie?
Um die Natur der Weißen Löcher zu verstehen, müssen wir zunächst die viel bekannteren Schwarzen Löcher untersuchen. Schwarze Löcher sind Regionen mit vollständigem Gravitationskollaps, in denen die Schwerkraft alle anderen Kräfte im Universum überwältigt und einen Materialklumpen bis zu einem unendlich kleinen Punkt komprimiert hat, der als Singularität bezeichnet wird. Um diese Singularität herum befindet sich ein Ereignishorizont, der keine physische, feste Grenze darstellt, sondern einfach die Grenze um eine Singularität herum, wo die Schwerkraft so stark ist, dass nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann.
Wir wissen, wie das Universum Schwarze Löcher bildet. Wenn ein massereicher Stern stirbt, drückt sein enormes Gewicht auf seinen Kern und löst so die Entstehung eines Schwarzen Lochs aus. Jegliche Materie oder Strahlung, die dem Schwarzen Loch zu nahe kommt, wird von der starken Schwerkraft eingefangen und unter den Ereignishorizont gezogen, was ihrem endgültigen Untergang droht.
Wir verstehen diesen Prozess der Bildung von Schwarzen Löchern und wie Schwarze Löcher mit ihrer Umgebung interagieren, durch Einsteins allgemeine Relativitätstheorie. Um zum Konzept eines Weißen Lochs zu gelangen, müssen wir erkennen, dass die allgemeine Relativitätstheorie sich nicht um den Fluss der Zeit kümmert. Die Gleichungen sind zeitsymmetrisch, was bedeutet, dass die Mathematik sowohl vorwärts als auch rückwärts in der Zeit perfekt funktioniert.
Wenn wir also einen Film über die Entstehung eines Schwarzen Lochs aufnehmen und ihn rückwärts laufen lassen würden, würden wir ein Objekt finden, das Strahlung und Teilchen ausstrahlt. Schließlich würde es explodieren und einen massereichen Stern zurücklassen. Dies ist ein weißes Loch, und gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie ist dieses Szenario vollkommen in Ordnung.
Weiße Löcher wären noch seltsamer als schwarze Löcher. Sie hätten immer noch Singularitäten in ihren Zentren und Ereignishorizonte an ihren Grenzen. Sie wären immer noch massive, gravitierende Objekte. Aber jedes Material, das in ein weißes Loch eindringt, wird sofort mit einer höheren Geschwindigkeit als der des Lichts herausgeschleudert, wodurch das weiße Leuchten ganz wild strahlt. Alles, was sich außerhalb eines Weißen Lochs befindet, könnte niemals in sein Inneres gelangen, da es sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen müsste, um den Ereignishorizont nach innen zu durchqueren.
Aber wenn die Mathematik der allgemeinen Relativitätstheorie weiße Löcher zulässt, warum vermuten wir dann nicht, dass sie im realen Universum existieren? Die Antwort ist, dass die allgemeine Relativitätstheorie nicht das einzige Wort zum Kosmos ist. Es gibt andere Zweige der Physik, die uns etwas über das Innenleben des Universums erzählen, wie etwa unsere Theorien des Elektromagnetismus und der Thermodynamik.
Innerhalb der Thermodynamik gibt es den Begriff der Entropie, der grob gesagt ein Maß für die Unordnung in einem System ist. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie geschlossener Systeme nur steigen kann. Mit anderen Worten: Die Unordnung nimmt immer zu.
Angenommen, Sie werfen ein Klavier in einen Holzhäcksler. Heraus kommt ein Haufen pulverisierter Trümmer. Die Unordnung im System hat zugenommen und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ist erfüllt. Aber wenn Sie eine Menge zufälliger Stücke in denselben Holzhacker werfen, erhalten Sie kein vollständig geformtes Klavier daraus, da dies dazu führen würde, dass die Unordnung abnimmt. (Hochgeordnete Systeme wie Leben können auf der Erde entstehen – aber sie gehen mit einer erhöhten Entropie in der Sonne einher. Aus Holzhäckslern werden immer noch keine Klaviere, egal wie Sie Ihr System aufbauen.)
Wir können den Prozess der Bildung eines Schwarzen Lochs nicht einfach in umgekehrter Reihenfolge ablaufen lassen und ein Weißes Loch erhalten, da dies zu einer Verringerung der Entropie führen würde – Sterne entstehen nicht auf wundersame Weise aus gigantischen kosmischen Explosionen. Während also die Allgemeine Relativitätstheorie hinsichtlich der Realität der Weißen Löcher agnostisch ist, lehnt die Thermodynamik das Konzept eindeutig ab.
Die einzige Möglichkeit, ein Weißes Loch zu bilden, wäre ein exotischer Prozess im frühen Universum, der die Existenz eines Weißen Lochs in das Gefüge der Raumzeit selbst einbrannte. Auf diese Weise würde der Entstehungsprozess des Weißen Lochs das Problem der Verringerung der Entropie umgehen – das Weiße Loch wäre einfach da und existiert seit Anbeginn der Zeit.
Leider wären Weiße Löcher auch fantastisch instabil. Sie würden immer noch anziehen und Material zu sich ziehen, aber nichts wäre in der Lage, den Ereignishorizont zu überschreiten. Sobald sich irgendetwas, auch nur ein einziges Photon (Lichtteilchen), einem Weißen Loch näherte, wäre es dem Untergang geweiht. Würde sich das Teilchen dem Ereignishorizont nähern, wäre es nicht in der Lage, ihn zu durchqueren, wodurch die Energie des Systems in die Höhe schnellen würde. Letztendlich hätte das Teilchen so viel Energie, dass es den Kollaps des Weißen Lochs in ein Schwarzes Loch auslösen und damit seine Existenz beenden würde.
So lustig und umwerfend Weiße Löcher auch zu sein scheinen, sie scheinen keine Merkmale des realen Universums zu sein – sondern nur Geister, die die Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie heimsuchen."
