Anstatt Schwarzer Löcher könnten auch Wurmlöcher Gravitationswellen erklären und Astrophysik revolutionieren


Künstlerische Darstellung des Inneren eines Wumlochs (Illu.).

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Leuven (Belgien) – 2016 sorgte der erste Nachweis sogenannter Gravitationswellen für eine Wissenschaftssensation und läutete eine neue Ära in der Erforschung des Universums ein. Ausgelöst wurden sie – so die übereinstimmende Lehrmeinung – durch das Verschmelzen zweier Schwarzer Löcher (…GreWi berichtete). Europäische Astrophysiker rütteln nun jedoch an dieser Erklärung, zeigen ihre Schwachstelle auf und präsentieren zugleich eine Lösung in Form hypothetischer Wurmlöcher.

„Wissenschaftler haben die Existenz Schwarzer Löcher in einer Vielzahl von Experimenten, theoretischen Modellen und anhand indirekter Beobachtungen wie eben den Gravitationswellenmessungen mit dem Ligo-Instrument abgeleitet, die – so die Vorstellung – durch die Kollision und Verschmelzung zweier dieser Gravitationsmonster erzeugt werden“, erläutert die Pressemitteilung des spanischen Wissenschaftsportals „Plataforma SINC“ und führt weiter aus: „Das Problem zweier miteinander verschmelzender Schwarzer Löcher (als Erklärung für die gemessenen Gravitationswellen) liegt in der diesen extrem massereichen Objekten zugeschriebenen Eigenschaft, dass eigentlich nichts ihrem sogenannten Ereignishorizont (event horizon) entkommen kann. Das wiederum steht im Konflikt mit Aussagen der Quantenmechanik, die postuliert, dass Information immer währt und nicht verloren gehen kann.“

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Ein Team europäischer Physiker und Astrophysiker hat sich diesem Problem nun angenommen und die Möglichkeit untersucht, dass die gemessenen Gravitationswellen gar nicht von den angenommenen Schwarzen Löchern, sondern von noch exotischeren kompakten Objekten (ECOs) ausgesandt wurden und werden. Zu diesen ECOs gehören vornehmlich auch sogenannte Wurmlöcher, die eben keinen Ereignishorizont besitzen.

Computersimulation des Verschmelzens zweier Schwarzer Löcher (Illu). Auch die Kollision zweier rotierender Wurmlöcher würde eine sehr ähnliche Verzerrung der Raum-Zeit und damit einhergehend auch sehr ähnliche Gravitationswellen erzeugen, die sich jedoch durch Echos im Signal von den Signalen verschmelzender schwarzer Löcher unterscheiden würden.
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„Zwar passen die Eigenschaften am Ende der (bislang gemessenen) Gravitationswellen-Signale, dem sog Ringdown, zur Vorstellung von der letzten Phase zweier miteinander verschmelzender Schwarzer Löcher und verlieren sich nach kurzer Zeit aufgrund des Ereignishorizonts“, erklären der Pablo Bueno und Pablo A. Vano von der Katholieke Universiteit Leuven. „Wenn es aber keinen Ereignishorizont gibt, so würden diese Signale nicht vollständig verschwinden und stattdessen und nach einer bestimmten Zeit eine Reihe von Echos erzeugen, wie sie mit dem zu vergleichen sind, was wir von Schallwellen kennen.“

Der „Ringdown“ eines ECO könne den gemessenen Signalen gleichen, weshalb die Forscher nun sehr genau nach den beschriebenen Echos in den bisherigen Daten suchen wollen, um die zwei Arten von Objekten klar voneinander unterscheiden zu können.

Tatsächlich wurde die nun erneut diskutierte Möglichkeit schon zuvor von verschiedenen Physikergruppen diskutiert. Zu einem eindeutigen Ergebnis ist bislang jedoch noch keiner der Forscher gekommen.

An der Universität Leuven haben Physiker um Professor Thomas Hertog ein Modell erstellt, anhand dessen vorhergesagt werden soll, wie die Entstehung von Gravitationswellen durch die Kollision zweier rotierender Wurmlöcher detektiert und als solche erkannt werden kann.

„Wurmlöcher haben keinen Ereignishorizont, wirken aber als Abkürzungen durch die Raum-Zeit und können (theoretisch) auf bereist werden. Es handelt sich sozusagen um lange Passagen, durch die wir in gänzlich andere Regionen unseres Universums oder sogar andere Universen reisen könnten“, erklärt Bueno. „Da diese Wurmlöcher zudem rotieren, könnte sich auch das Signal ihrer Gravitationswellen in charakteristischer Weise verändern.“

Wie die Forscher aktuell im Fachjournal „Physical Review D“ (DOI: 10.1103/PhysRevD.97.024040) berichten, unterscheiden sich die simulierten Grafiken – mit Ausnahme der beschriebenen Echos – kaum von den bisherigen Aufzeichnungen.

„Sollten wir aber anhand kommender Gravitationswellennachweise mit den Instrumenten Ligo und Virgo solche Echo-Signale finden, wäre das praktisch ein unwiderlegbarer Beweis dafür, dass astrophysikalische Schwarze Löcher nicht existieren“, kommentiert der Physiker abschließend. „Die Zeit allein wird uns zeigen, ob diese Echos existieren oder nicht. Wenn ihr Nachweis gelingt, so wäre das eine der größten Entdeckungen in der Geschichte der Physik.“

WEITERE MELDUNGEN ZUM THMEA
Astronomen: Wurmlöcher anhand ihrer „Schatten“ von Schwarzen Löchern unterscheiden 23. April 2018

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