Gibt es Wurmlöcher wirklich?

Es wurde nie eines beobachtet, und es ist keines bekannt. Die Geometrie ist eine gültige Lösung der einsteinschen Gleichungen, doch einen Schlund offen zu halten erfordert exotische Materie negativer Energiedichte in Mengen, die niemand erzeugt oder nachgewiesen hat.

Was ist der Unterschied zwischen Wurmloch und Schwarzem Loch?

Ein Schwarzes Loch hat einen Einbahn-Horizont und eine Singularität; was hineingeht, kommt nicht zurück. Ein durchquerbares Wurmloch hat beides nicht — es ist ein Tunnel, und Licht, das hindurchgeht, tritt woanders wieder aus, statt gefangen zu werden.

Ließe sich ein Wurmloch für Zeitreisen nutzen?

Im Prinzip. Bewegt man die beiden Mündungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gegeneinander, entsynchronisiert die Zeitdilatation sie, und der Tunnel verbindet dann zwei Zeiten ebenso wie zwei Orte. Ob die Physik die entstehenden Kausalschleifen zulässt, ist ungeklärt.

Was ist ein Wurmloch?

Q: Was ist ein Wurmloch?

Ein Wurmloch ist eine Lösung der Allgemeinen Relativitätstheorie, in der zwei getrennte Bereiche der Raumzeit durch einen Schlund verbunden sind. Anders als ein Schwarzes Loch hat es keinen Ereignishorizont, also könnte im Prinzip etwas hindurch und wieder zurück.

Ein Wurmloch ist ein Tunnel durch die Raumzeit: zwei entfernte Regionen, verbunden durch eine Abkürzung, die nicht durch den Raum dazwischen führt. Anders als ein Schwarzes Loch hat es weder Horizont noch Singularität — Licht und Materie können auf der einen Seite hinein und auf der anderen wieder heraus.

Die Idee ist so alt wie die Allgemeine Relativitätstheorie selbst. Einstein und Nathan Rosen fanden 1935 die erste Fassung, während sie Teilchen als Merkmale der Geometrie statt als Dinge darin beschreiben wollten; die «Einstein-Rosen-Brücke» verband, wie sich zeigte, zwei Außenregionen durch die Mitte eines Schwarzen Lochs. Diese Version taugt nicht zum Reisen — sie schnürt sich schneller ab, als irgendetwas hindurchkommt. Eine offen zu halten, wie Kip Thorne und Michael Morris es 1988 ausarbeiteten, erfordert, den Schlund mit Materie negativer Energiedichte zu fädeln. Nichts dergleichen wurde je in den nötigen Mengen beobachtet. Die Geometrie ist legitime Allgemeine Relativitätstheorie; das Problem ist die Installation.

Ein Wurmloch lohnt die Darstellung, weil es überhaupt kein Loch ist und jede an Schwarzen Löchern geschulte Intuition hier falsch liegt. Es gibt keinen Schatten. Strahlen mit kleinerem Drehimpuls als dem Schlundradius fallen nicht hinein und enden nicht — sie gehen hindurch und laufen in einem zweiten Universum weiter, sodass die Bildmitte ein rundes Bullauge mit einem völlig anderen Himmel dahinter ist. Strahlen, die den Schlund nur knapp verfehlten, winden sich um ihn und kehren zurück — das zeichnet den hellen Ring, der das Fenster umreißt.

Diese Szene integriert die exakte Ellis-Bronnikov-Geodätengleichung, statt deren Aussehen anzunähern. Die Metrik ist kugelsymmetrisch, also bleibt jeder Strahl in einer Ebene und das ganze dreidimensionale Problem reduziert sich auf zwei gewöhnliche Differentialgleichungen, die pro Pixel integriert werden. Der ferne Himmel ist keine Textur, keine Cubemap und keine Montage: Es ist ein zweites prozedurales Sternenfeld, abgetastet in der Richtung, in die jeder Strahl nach dem Austritt tatsächlich läuft — deshalb schwenkt der Blick durch den Schlund wie ein Fenster, wenn man es umkreist, und nicht wie ein Aufkleber.