[Lars Philipsen]

RAETSEL UM WURMLOECHER (Teil III)

KOSMISCHE SACKGASSE Die Lösungen von Schwarzschild sind exakt, aber entsprechen nicht der eigentlichen Natur von Schwarzen Löchern. Schwarzschild ging damals - vor mehr als 80 Jahren - davon aus, dass die Massen statisch sind. Dann kam in den 60er Jahren "Bewegung" in die Theorie der Schwarzen Löcher, und die Physiker ließen sie rotieren. Die mathematischen Grundlagen dafür hat im Jahre 1963 der neuseeländische Physiker Roy Kerr geschaffen. Ihm zu Ehren werden die rotierenden Einstein-Rosen- Brücken nun Kerr-Tunnel genannt. Kurz darauf war es dann der englische Astrophysiker Brandon Carter, der die Ergebnisse von Kerr auf Schwarze Löcher übertrug. Und vor wenigen Monaten - im November 1997 - hat die NASA zum ersten Mal mit Hilfe ihres Röntgensatelliten RXTE (Rossi X-Ray Timing Explorer) den Eingang eines solchen stürmischen Ungetüms entdeckt. Verraten hat sich das wirbelnde Monster durch Röntgenstrahlung, die auf einen Strudel aus Raum und Zeit hindeutet, der wiederum das rotierende Schwarze Loch mit sich reißt. (Siehe auch Erläuterung "RXTE entdeckt rotierendes Schwarzes Loch", unten.) Doch ist dies auch wirklich das galaktische Tor zu einem befahrbaren Kerr-Tunnel? Floyd steuert ein rotierendes Schwarzes Loch des Kerr- Typs an, das wiederum zehn Millionen Sonnenmassen auf die Waage bringt. Da der Anflug von äquatorialer Region fatale Folgen hätte, weil hier unendliche Gravitationskräfte wirken, fliegt Floyd von den Polen aus in das kreisende Ungeheuer hinein. Unbeschadet überquert er den Ereignishorizont und hat nun statt einer Punktsingularität eine Ringsingularität vor sich. Dieser Ring besitzt ein nichtsinguläres Zentrum, durch das Floyd sein Raumschiff unbeschadet hindurchschlängeln könnte. Paul Halpern: "Floyd ist in optimistischer Stimmung, als er die Ringsingularität auf dem Bildschirm entdeckt und eine gerade Bahn direkt durch die nichtsinguläre Mittelregion genau in den Schlund des Kerr-Tunnels festlegen kann." Doch kurz darauf stirbt Floyd. Was er nicht wußte: der Kerr-Tunnel ist ein sehr sensibles Gebilde, das durch jegliche Störung vernichtet wird. Der "Störenfried" Floyd wird zusammen mit dem ihn umgebenen Kerr-Tunnel innerhalb eines Sekundenbruchteils vernichtet. Auch der Versuch, den instabilen Kerr-Tunnel durch einen stabilen zu ersetzen, endet in einer tödlichen Sackgasse. Wie die Stabilitäts- kriterien für solche Kerr-Tunnel aussehen, wird von Halpern erst gar nicht diskutiert. Zuerst untersucht er, ob ein solcher Tunnel überhaupt den gewünschten Erfolg bringt. Anfangs sieht alles ganz gut aus: Das Raumschiff verschwindet in einem riesigen rotierenden Schwarzen Loch und bewegt sich direkt auf dessen Ringsingularität zu. Durch die nichtsinguläre Lücke erreicht Floyd den stabilen Kerr-Tunnel und fliegt ohne Zwischenfall hindurch. Aber was wartet am anderen Ende des Tunnels auf ihn? Die Physik sagt, dass dort wieder ein Schwarzes Loch sitzt. Der Kerr-Tunnel verbindet also zwei Schwarze Löcher, die sich an verschiedenen Orten im Weltall befinden. Für Floyd bedeutet dies, dass er zwar den Kerr-Tunnel unversehrt passieren kann, dann aber im anderen Schwarzen Loch festsitzt. Der einzige Ausweg ist der Rückflug durch den Kerr-Tunnel zurück in das Herz des ersten Schwarzen Lochs. Die Sackgasse für Floyd ist ein ewiger Pendelverkehr ohne Aussicht auf Rettung. Halpern startet einen letzten Versuch: "Der Kerr-Tunnel muss nicht unbedingt in einem anderen Schwarzen Loch enden, er könnte auch die Verbindung zu dessen physikalischem Gegenstück sein, einem Weißen Loch." Erläuterung RXTE ENTDECKT ROTIERENDES SCHWARZES LOCH Im November 1997 haben amerikanische Wissenschaftler erstmals ein rotierendes Schwarzes Loch beobachtet. Gelungen ist ihnen diese Meisterleistung mit dem Röntgensatelliten RXTE, der seit zwei Jahren im All ist. Wegen der außergewöhnlich guten Zeitauflösung der Mess- geräte konnten die Wissenschaftler aus den Pulsfrequenzen einer Röntgenquelle herauslesen, dass es sich um ein rotierendes Schwarzes Loch handeln muss. Dabei wird das Loch von einer strudelartigen Verformung der Raum- zeit umgeben. Materie, die in diesen Sog gerät, wird extrem be- schleunigt und erzeugt dabei Röntgenstrahlung. Seit nunmehr 80 Jah- ren wissen die Astrophysiker, dass die Raumzeit solche Kapriolen schlagen kann, wenn sie von einem rotierenden Schwarzen Loch mit- gerissen wird, doch der Beweis fehlte bisher: Dr. Wei Chu vom Massachusetts Institute of Technology: "Diese Beobachtung ist einzig- artig, denn Einsteins Theorie ist auf diese Art und Weise noch nie bewiesen worden." Nächtes Mal geht es dann weiter mit dem 4. Teil meines Artikels über Wurmlöcher, in dem es dann unter anderem um die rätselhaften Weißen Löcher geht. [25/02/1998]