Techniklexikon

Wurmlöcher

Relativitätstheorie und Gravitation, »Röhren« der Raumzeit-Mannigfaltigkeit, welche entfernte Bereiche des Universums miteinander verbinden. Ihre »Entstehung« kann anhand eines einfachen Beispiels erläutert werden. Ausgangspunkt ist die Kruskal-Metrik, welche man aus der Schwarzschild-Metrik auf dem Wege der maximal analytischen Erweiterung erhält. Betrachtet man die Untermannigfaltigkeit , so erhält man folgendes Linienelement:

Dabei sind  und  die Kruskal-Koordinaten,  die radiale Schwarzschild-Koordinate und . Betrachtet man nun eine zweidimensionale Fläche, welche dieses Linienelement besitzt und welche in einen flachen, dreidimensionalen Raum eingebettet ist, so erhält man die in der Abb. gezeigte Figur (Einstein-Rosen-Brücke). Offensichtlich bildet ein derartiges Wurmloch eine Brücke zwischen zwei entfernten Regionen der Raumzeit (man kann sich vorstellen, dass in der Abb. untere und obere Mannigfaltigkeit Teile einer einzigen Mannigfaltigkeit sind). Die Frage bleibt offen, ob derartige Wurmlöcher lediglich mathematisch mit den Einstein-Gleichungen verträglich sind oder ob sie real existieren. Falls ja, so eröffnen sich interessante Perspektiven für Zeitreisen im Universum. Sehr entfernte Punkte im Weltall könnten so sowohl bezüglich der Expeditionsteilnehmer als auch bezüglich der auf der Erde zurückgebliebenen Zeitgenossen in »vertretbarer« Zeit erreicht werden.

Eine weitere Frage betrifft die Erzeugung von Wurmlöchern. Entstehen sie spontan oder werden sie durch physikalische Prozesse generiert? Es gibt spekulative Hinweise darauf, dass sie durch elektrische Ladungen erzeugt werden könnten.

Wurmlöcher: Einstein-Rosen-Brücke, hier dargestellt als eine in einen dreidimensionalen Raum eingebettete zweidimensionale Fläche.