Wormhole-Kollisionen: Kurze Wellen statt Chirp

Physiker haben Simulationen durchgeführt, die zeigen, wie sich kollidierende Tunnel im Universum verhalten könnten. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Interaktionen zu kurzzeitigen, scharfen Wellensignalen führen können, die stark vom Signal schwarzer Löcher abweichen.

Die zugrundeliegende Theorie basiert auf der Einstein-Rosen-Brücke und dem Modell des Ellis-Bronnikov-Wormholes. Diese Tunnel sind theoretisch passierbar, wenn sie durch ein exotisches 'Phantom-Skalarfeld' gehalten werden. Solche Felder besitzen jedoch negative Energie, was ihre Stabilität gefährdet: Eine kleine Störung kann den Tunnel zu einem schwarzen Loch kollabieren lassen oder zur unkontrollierten Expansion führen.

In den Simulationen von Nikita M. Shirokov und Ilya Nachevsky wurden verschiedene Szenarien untersucht. Während einige Kollisionen dazu führten, dass die Tunnel sich anziehen und weit voneinander entfernen, bildeten andere eine gemeinsame Scheibe (Apparent Horizon) um beide Tunnel. Ein besonders interessanter Befund: Diese Scheibe schrumpfte um etwa 28 Prozent.

Das ist ein wichtiger Unterschied zur Physik schwarzer Löcher. Nach dem von Stephen Hawking formulierten 'Schwarzen-Loch-Horizont-Theorem' kann sich die Fläche eines Ereignishorizonts nur vergrößern oder gleich bleiben. Die Simulation zeigt jedoch eine Abnahme der Fläche, was durch die speziellen Eigenschaften des Phantom-Skalarfeldes erlaubt wird.

Gravitationswellen entstehen durch Bewegungen massiver Objekte und breiten sich als Wellen im Raum aus. Schwarze Löcher senden dabei ein charakteristisches Signal namens 'Chirp' aus, das stärker und höher in der Frequenz anwächst. Die Simulationen von Wormhole-Kollisionen hingegen erzeugten kurze, scharfe Impulse.

Obwohl diese Signale nicht beweisen, dass Tunnel existieren, könnten sie helfen, andere Phänomene zu erkennen. Ein bekanntes Beispiel ist die Wellenquelle GW190521 aus 2019, die als mögliches Zeichen für exotische Raumzeit-Physik diskutiert wurde. Die Autoren dieser Studie belegen jedoch keine direkte Verbindung zu den neuen Simulationen.

Ein weiterer Hürde ist die Frequenz. Wellen, die in der frühen Zeit des Universums entstanden wären, könnten heute aufgrund der Expansion des Raumes nicht mehr mit heutigen Observatorien wie LIGO oder der geplanten Mission LISA detektierbar sein.