Hawkings Kosmos einfach erklaert

„sichtbar“, der Planck-Länge (10 -35 Meter).
    Es klingt abenteuerlich, doch vielleicht lässt sich ein Weg finden, ein solches Gebilde zu einem befahrbaren Wurmloch aufzublasen (etwa mit dem Mechanismus der Kosmischen Inflation) und zu stabilisieren. Es ist auch denkbar, dass sich große Wurmlöcher bereits mit dem Urknall gebildet haben und irgendwo im All befinden; oder dass man mit fortgeschrittener Technologie Wurmlöcher in die Raumzeit knoten oder schneiden kann; oder dass sich Schwarze Löcher in Wurmlöcher umgestalten lassen (denn beide sind aus physikalischer Sicht eng miteinander verwandt).
    Kosmische Abkürzung: Weil der Stern Sirius 8,6 Lichtjahre von der Erde entfernt ist, wären selbst fast lichtschnelle Raumfahrer 8,6 Jahre lang unterwegs dorthin. Doch die Allgemeine Relativitätstheorie enthält Schlupflöcher: Mit einem Wurmloch könnte man die Raumzeit – hier als zweidimensionale „Gummihaut“ dargestellt – so manipulieren, dass die Reise durch den Tunnel viel kürzer als der normale Weg „außen herum“ wäre.
    Dies klingt mehr nach Science Fiction – und da spielen Wurmlöcher ja immer wieder eine wichtige Rolle für Reisen zu anderen Sternen –, doch diese Ideen kommen ursprünglich aus der Relativitätstheorie. Auch Albert Einstein hatte über solche Gebilde nachgedacht (den Begriff „Wurmloch“ hatte aber erst 1957 John Wheeler geprägt). Wie sie sich im Prinzip als kosmische U-Bahnsysteme nutzen lassen, wurde jedoch erst in den 1980er-Jahren berechnet. Tatsächlich können Wurmlöcher im Prinzip überlichtschnelle Flüge ermöglichen. Aber nicht, indem sie die „Lichtmauer“ der Speziellen Relativitätstheorie durchbrechen ( hier ), sondern indem unterlichtschnelle Bewegungen durch ein Wurmloch eine kosmische Abkürzung nutzen ( siehe Grafik oben ). Das ist gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie nicht „verboten“, sondern in ihrem Rahmen überhaupt erst realisierbar. Allerdings nicht so einfach. Denn um das Wurmloch offen zu halten und den Schlund gegen Störungen zu stabilisieren, bedarf es extremer Kräfte.
    Am besten wäre exotische Materie mit der seltsamen Eigenschaft einer negativen Masse. Niemand weiß, ob sie existiert oder erzeugt werden kann. Doch ist eine damit eng verwandte negative Energiedichte keine abenteuerliche Spekulation, sondern kann aufgrund des „Brodelns“ des Vakuums schon heute gemessen und in kleinem Maßstab bereitgestellt werden (etwa durch den Casimir-Effekt, siehe Grafik unten ). Wenn ein Schwarzes Loch langsam verdampft, muss seine Abgabe von Hawking-Strahlung übrigens auch durch die Aufnahme von negativer Energie kompensiert werden, die durch die extreme Krümmung der Raumzeit am Ereignishorizont entsteht.
    Die Kraft aus dem Vakuum: Selbst der materie- und strahlungsfreie Raum ist nicht leer, sondern erfüllt von fluktuierenden elektromagnetischen und anderen Quantenfeldern. Das zeigt ein von dem Physik-Nobelpreisträger Hendrik Casimir vorausgesagter messbarer Effekt: Zwei parallele Spiegel, die Bruchteile eines Millimeters nebeneinander hängen, ziehen sich geringfügig an. Denn zwischen sie passen nur Feldquanten mit bestimmten Wellenlängen, während außerhalb solche mit beliebigen Wellenlängen existieren. Dieser „Überschuss“ drückt die Platten zusammen.
    Obwohl Quanteneffekte negative Energie hervorbringen und sogar ausleihen können, setzen sie dem doch enge Grenzen: je größer die negative Energiedichte, desto kleiner ihre zeitliche oder räumliche Ausdehnung und umso größer die positive Energie als Gegenstück. Physiker sprechen bei der Rückgabe des Energiedarlehens sogar von Quantenzins (exotische Materie ist möglich, aber sie hat ihren Preis, und das ist eine Herausforderung an die Ingenieure der Zukunft). Aber im Gegensatz zu Bankiers und Bankrotteuren fordert und fördert die Natur keine Betrügereien, sondern nimmt „Schulden“ stets zurück und fälscht keine Bilanzen. Dafür kann man auf ihren Gesetzen auch getrost bauen – vielleicht sogar Wurmlöcher als Tunnel durch Raum und Zeit, möglicherweise selbst in Paralleluniversen oder in die Vergangenheit.
› Zeitschleifen und Zeitparadoxien
    Stephen Hawking ist kein Freund von Zeitreisen, das heißt von Zeitschleifen in der Natur. Denn sie