Astronomie ohne Teleskop – Kleine Knallerei

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Von Steve Nerlich in Universe Today – Übersetzt von Harald Horneff

Gammastrahlen-Ausbrüche. Wir neigen dazu, diese als gewaltige Explosionen anzusehen – aber es wurde die These aufgestellt, daß es sich eigentlich um schwache Explosionen handeln könnte. Quelle: NASA

 

Die meisten Gammastrahlen-Ausbrüche treten in zwei Spielarten auf. Zum einen gibt es Ausbrüche mit langer Dauer, die in dichten Sternentstehungsregionen auftreten und die mit Supernovae – welche nachvollziehbarerweise einen lang anhaltenden Energieausbruch erzeugen würden – in Verbindung gebracht werden. Per Definition liegt ein langer Gammastrahlen-Ausbruch bei einer Ausbruchslänge von mehr als 2 Sekunden vor – aber Ausbrüche von über einer Minute sind nichts Ungewöhnliches.

Kurze Gammastrahlen-Ausbrüche treten öfter in Gebieten mit geringer Sternentstehung auf und sind nicht mit Supernovae verbunden. Formal betrachtet liegt ihre Länge unter 2 Sekunden, doch sind Längen von nur einigen Millisekunden ebenfalls nicht ungewöhnlich. Man nimmt an, daß sie das Ergebnis einer Kollision massereicher, dichter Objekte – vielleicht zwischen Neutronensternen oder Schwarzen Löchern – mit der Erzeugung eines kurzen, eng definierten Energieausbruchs sind.

Aber es gibt auch seltene Einzelfälle von Gammastrahlen-Ausbrüchen, die keiner der beiden Klassen genügen. GRB 060614 ist solch ein Fall und wird als Hybrid-Ausbruch bezeichnet. (Anmerkung des Übersetzers: Die Benennung eines Gamma Ray Burst folgt der Regel – Buchstabenfolge GRB für Gamma Ray Burst und einer Ziffernfolge, die sich aus den letzten beiden Stellen des Jahres, dem Monat und dem Tag der Beobachtung zusammensetzt. Damit wurde der Gamma Ray Burst 060614 am 14. Juni 2006 beobachtet.) GRB 060614 hatte eine lange Dauer (102 Sekunden), war aber nicht mit einer Supernova in Verbindung zu bringen. Dieser Befund war bedeutend genug, einen Beitrag in Nature zu gewährleisten – bei dem der Erstautor feststellte: „Hier handelt es sich um ein völlig neues Gebiet; wir haben keine Theorien, die uns da leiten könnten“.

Zum einen können wir dankbar sein, daß niemand GRB 060614 als Dunklen Ausbruch bezeichnet. Zum anderen müssen wir noch einen weiteren, bestätigten Hybrid-Gammastrahlen-Ausbruch sehen, der bestätigen könnte, daß diese Hybrid-Ausbrüche wirklich etwas Besonderes sind.

Nichtsdestotrotz haben Retter und Heller vorgeschlagen, daß wir die Möglichkeit in Betracht ziehen sollten, GRB 060614 könnte ein Weißes Loch sein. Ein Weißes Loch ist ein theoretisches Konstrukt – und wohl ein künstliches Gebilde aus der Mathematik der Allgemeinen Relativitätstheorie. Wenn wir annehmen, daß ein Schwarzes Loch ein Objekt ist, aus dem nichts entkommen kann – dann würde sein symmetrisches Gegenüber ein Weißes Loch sein, in das nichts eintreten kann, aus dem aber Licht und Materie entkommen kann und auch entkommt.

Die ganze Idee ist wohl entstanden, da die Allgemeine Relativitätstheorie abrupte Grenzen ablehnt. So führt diese Argumentation dazu, daß sich das Raum-Zeit-Kontinuum im Idealfall ins Unendliche ausdehnen sollte – gekrümmt durch massereiche Objekte, aber nie an eine Grenze stoßend. Indes stellen Schwarze Löcher eine immer stärker zulaufende Spitze in der Raumzeit dar, wo alles vermutlich in diese Spitze, die punktförmige Singularität, hineingezogen wird. (Anmerkung des Übersetzers: punktförmige Singularitäten bilden sich bei nichtrotierenden Schwarzschild’schen Schwarzen Löchern. Im Falle von rotierenden, Kerr’schen Schwarzen Löchern bilden sich torusförmige Singularitäten.) Eine Lösung für dieses Problem ist die Annahme, daß ein Schwarzes Loch keine Unterbrechung im Kontinuum darstellt, sondern daß die Raumzeit um ein Schwarzes Loch herum in einen enghalsigen Trichter gezogen wird – im Grunde ein Wurmloch – welches dann irgendwo in ein Weißes Loch übergeht.

Linkes Bild: Der mysteriöse Hybrid-Gammastrahlen-Ausbruch GRB 060614. Rechtes Bild: Das „Was reingeht muß wieder herauskommen“-Modell der Weißen Löcher – bei dem ein Schwarzes Loch mit einem Weißen Loch verbunden ist. Das Weiße Loch ist zeitumgekehrt und wirft daher Material in die Vergangenheit aus. Dies war ursprünglich als Lösung zur Erklärung der Quasare im frühen Kosmos vorgeschlagen worden. Heute gibt es bessere, weniger exotische Erklärungen (z. Bsp. supermassereiche Schwarze Löcher mit Jets).

 

Da sie Gegensätze sind, wäre ein Schwarzes Loch der Gegenwart mit einem Weißen Loch in der Vergangenheit verbunden – vielleicht mit einem Weißen Loch, daß im frühen Universum existierte und dort für einen Zeitraum Licht und Materie emittiert und dann explodiert – wie in einem Film von der Bildung eines Schwarzen Lochs, der rückwärts abgespult wird. Es ist vorgeschlagen worden, daß solche Weißen Löcher die ersten Anisotropien im frühen, aber isotropen Universum verursacht haben könnten und so für die klumpige Struktur verantwortlich sind, die später zu Galaxien und Galaxienhaufen geführt haben.

Als alternative Überlegung könnte man sich den Urknall (Big Bang) als das ultimative Weiße Loch vorstellen, welches eine gewaltige Menge Masse/Energie in einem Rutsch ausspie – und alle nachfolgenden Weißen Löcher dürften dann noch als kleine Knallerei (Small Bangs) anzusehen sein.

Aber es gibt grundlegende theoretische Probleme mit der Physik Weißer Löcher. So sollte z. Bsp. die Materie, die es ausspeit, sofort wieder durch Selbstanziehung zurück in das Loch selbst stürzen – was bedeutet, das Weiße Loch wird sofort zu einem Schwarzen Loch oder vielleicht explodiert es auch. Wenn die letztgenannte Möglichkeit richtig ist, könnte dies eine mögliche Erklärung für GRB 060614 sein. Aber es ist vermutlich das Beste, auf einen weiteren Hybridausbruch zu warten und mehr Daten zu sammeln, bevor man hier zu weit ins spekulieren kommt.

Weiterführende Literatur (im Internet zu finden):
arXiv:1105.2776v1
Alon Retter & Shlomo Heller
The Revival of White Holes as Small Bangs (2011)

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