Vor 50 Jahren eroberte die Idee von Wurmlöchern in 2001: Odyssee im Weltraum die öffentliche Vorstellungskraft. Kein Wunder: Sie verkörpern die ultimative kosmische Reise – eine Abkürzung, um Galaxien im Nu zu durchqueren.
Während Wurmlöcher in der Science-Fiction etabliert sind, frustrieren sie Physiker seit Jahrzehnten. Nicht, weil die Idee absurd ist, sondern weil sie aus der Allgemeinen Relativitätstheorie folgt. Albert Einstein untersuchte sie bereits vor über 80 Jahren gemeinsam mit Nathan Rosen. Seitdem forschen Experten weltweit, ob diese theoretischen Strukturen realisierbar sind.
Jüngst gelang ein Meilenstein: Forscher nutzen Verbindungen zwischen Raumzeit und Quantenphysik, um zu verstehen, was ein stabiles Wurmloch braucht.
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1935 zeigten Einstein und Rosen, dass Schwarze Löcher über eine röhrenförmige „Brücke“ – heute Einstein-Rosen-Brücke genannt – verbunden sein könnten. Das ermöglicht theoretisch Reisen durch Raum und Zeit: Eintritt in ein Schwarzes Loch hier, Austritt Millionen Lichtjahre entfernt – ohne jahrhundertelange Wartezeit und schneller als Licht.
In den 1960er Jahren widerlegte John Wheeler, der die Begriffe „Schwarzes Loch“ und „Wurmloch“ prägte, dies teilweise. Mit Robert Fuller bewies er, dass die Brücke sofort kollabiert. „Wir könnten hineinspringen und uns treffen, wären aber dem Untergang geweiht“, erklärt Dr. Daniel Jafferis, außerordentlicher Physikprofessor an der Harvard University.
Jafferis gehört zu einer Elite von Theoretikern, die Lösungen suchen. Lange galt „exotische Materie“ mit negativer Energie als Schlüssel: Sie erzeugt Antigravitation, im Gegensatz zu normaler Materie. Dunkle Energie, die das Universum ausdehnt, ähnelt ihr – doch ihre Herstellung bleibt rätselhaft.
Der Wurm hat sich gedreht
Neueste Entwicklungen verbinden Wurmlöcher mit dem Schwarzen-Loch-Informationsparadoxon, das Stephen Hawking beschäftigte: Schwarze Löcher zerstrahlen via Hawking-Strahlung, zerstören aber scheinbar Information – ein Widerspruch zur Quantentheorie.
Theoretiker vermuten: Der Ereignishorizont ist von Mikro-Wurmlöchern durchsetzt, die Information entweichen lassen. Das führt zu bahnbrechenden Ideen für passierbare Wurmlöcher.
„Quanteneffekte erlauben etwas negative Energie“, sagt Jafferis. „Früher galt das für passierbare Wurmlöcher als unmöglich.“ Nun entdeckten Jafferis, Dr. Ping Gao und Dr. Aron Wall: Direkte Interaktion zwischen Schwarzen Löchern an den Wurmlochenden erzeugt negative Energie – genug, um den Kollaps zu verhindern.
„Ein Beispiel sind binäre Schwarze-Loch-Systeme, die Hawking-Strahlung austauschen“, erläutert Jafferis.
In einem Wirrwarr
Passierbare Wurmlöcher sind theoretisch machbar – sogar für Menschen. Doch Hürden: Die Löcher müssen „maximal verschränkt“ sein, ein Quantenphänomen, das Teilchen instant verbindet. Laborverschränkung gelingt bei Teilchen; bei Schwarzen Löchern nicht.
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Die Interaktion verhindert Zeitreisen, und Reisen könnten langsamer als direkt sein. Dennoch: Die Natur überrascht oft – Einstein zweifelte an Verschränkung und Schwarzen Löchern.
Wissenschaft oder Science-Fiction?
Forscher wie Rajibul Shaikh vom Tata Institute modellieren Unterschiede: Wurmlöcher verzerren Lichtschatten stärker als Schwarze Löcher. Das Event Horizon Telescope (EHT) könnte sie detektieren.
„Schnell rotierende Wurmlöcher werfen verzerrtere Schatten“, sagt Shaikh. EHT erfasst bereits Daten – Wurmlöcher könnten bald real werden.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 322 des BBC Focus Magazine.