Wurmlöcher

Wurmlöcher sind hypothetische Strukturen der Raumzeit, die zwei weit voneinander entfernte Regionen über eine kurze Verbindung durch einen Tunnel verbinden könnten. In der Allgemeinen Relativitätstheorie erscheinen sie als Lösungen der Feldgleichungen, die Raumzeit so gestalten, dass eine Brücke zwischen zwei Orten entsteht. Die bekannteste Form ist der Einstein-Rosen-Brücke, beschrieben 1935 von Albert Einstein und Nathan Rosen. Diese Brücke ergibt sich aus der Erweiterung der Schwarzschildlösung; sie ist jedoch typischerweise nicht traversierbar, da der Durchgangsverlauf instabil zusammenbricht.

Traversable Wurmlöcher wurden später von Morris und Thorne (1988) vorgeschlagen. Solche Konstrukte würden einen offenen Durchgang benötigen, der durch exotische Materie mit negativer Energiedichte stabilisiert wird und damit die klassischen Energiebedingungen verletzt.

Beachtung von Stabilität und Kausalität: Traversierbare Wurmlöcher sind theoretisch instabil gegenüber kleinsten Störungen. Quantenfelder würden typischerweise negative Energiedichten erzeugen, aber eine endgültige Stabilität ist unbewiesen. Falls existierend, könnten Wurmlöcher Zeitreisen ermöglichen und geschlossene zeitartige Kurven darstellen. Hawking formulierte die Chronologie-Schutz-Vermutung, nach der Naturgesetze solche Paradoxien verhindern könnten.

Beobachtung: Es gibt keinen experimentellen Nachweis für Wurmlöcher. Indirekte Hinweise könnten aus Gravitationslinsen, ungewöhnlichen Merkmalen von Akkretionsscheiben oder Gravitationswellen stammen; allerdings sind solche Signaturen auch durch andere Phänomene erklärbar. Der Nachweis wäre aufgrund der theoretischen Spezifika bislang nicht gelungen.

Bedeutung: Wurmlöcher dienen vor allem als theoretisches Konzept in der Relativitätstheorie, Kosmologie und Quanten-Gravitation und finden gelegentlich in der Science-Fiction Verwendung als hypothetische Transportwege.