Donnerstag, 22. Mai 2014

Sagittarius A*: Super-massereiches Schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße könnte auch ein Wurmloch sein


Simulation einer heißen Plasmawolke, wie sie ein Wurmloch umkreist. | Copyright/Quelle: Li, Bambi et al. / arxiv.org

Shanghai (China) - Das Zentrum unserer Galaxie, der Milchstraße, bildet ein vergleichsweise kleines, dafür aber unvorstellbar dichtes und massereiches Objekt: Sagittarius A*. Entdeckt 1974, gehen die meisten Astronomen und Astrophysiker bislang davon aus, dass es sich um ein super-massereiches Schwarzes Loch handeln muss. Allerdings gibt es auch noch eine dazu alternative Erklärungsmöglichkeit: Sagittarius A* könnte auch ein sogenanntes Wurmloch sein und könnte somit eine Verbindung zu einer gänzlich anderen Region im Universum oder vielleicht sogar in ein Paralleluniversum als Teil eines Multiversums darstellen.
Chinesische Astrophysiker haben nun gezeigt, wie schon bald durch zukünftige Beobachtungen festgestellt werden kann, um was für ein Objekt sich unsere Galaxie tatsächlich dreht.

Sagittarius A* ist etwa vier Millionen mal so schwer wie unsere Sonne und dennoch ist diese unvorstellbare Masse auf ein Objekt konzentriert, dessen Durchmesser - in unser Sonnensystem übertragen - gerade einmal die Umlaufbahn des innersten Planeten Merkur einnehmen würde.


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Wie Zilong Li und Cosimo Bambi von der Fudan University in Shanghai aktuell und vorab auf "ArXiv.org" berichten, haben sie berechnet, wie sich Plasma, das ein Schwarzes Loch umkreist von dem Erscheinungsbild unterscheidet, das selbiges Plasma abgeben würde, wenn es sich um ein Wurmloch drehen würde. Neben ihren Berechnungen der Unterschiede präsentieren die Forscher zugleich auch eine Simulation dieser Ansichten auf der Grundlage ihrer Erkenntnisse (s. Abb.).


Schon mit der derzeit in Planung befindlichen nächsten Generation von sogenannten Interferometrischen Teleskopen, wie das derzeit an der Europäischen Südsternwarte (ESO) in der chilenischen Atacama-Wüste geplante GRAVITY-Teleskop, könnten Wissenschaftler feststellen, ob es sich bei Sagittarius A* um ein super-masserreiches Schwarzes Loch oder aber um ein Wurmloch handelt.


Tatsächlich, so erläutert der "The Physics arXiv Blog", sei die Vorstellung, dass ein Wurmloch das Zentrum unserer Galaxie bildet, gar nicht so weit hergeholt, wie sie vielleicht im ersten Moment klingen und eher an Science-Fiction erinnern mag: "Im frühen Universum könnten Quantenfluktuationen durchaus unterschiedliche Regionen des Kosmos miteinander verbunden und dabei Wurmlöcher erzeugt haben, die sich auch während der Ausdehnung des Universum bis zum heutigen Tag erhalten haben."


Zugleich würde die Existenz eines Wurmlochs im Zentrum unserer Galaxie einige Probleme der Galaxienentstehung lösen. In den vergangenen Jahren haben Astronomen beobachten und nachweisen können, dass derart massereiche Schwarze Löcher die Zentren von vielen Galaxien bilden, sodass viele Astrophysiker sogar davon ausgehen, dass solche Schwarzen Löcher notwendig sind, damit sich Galaxien wie unsere Milchstraße überhaupt erst bilden. "Wenn dies aber stimmt, so stellt sich die Frage, wie diese super-massereichen Schwarzen Löcher so schnell so massereich werden konnten", führt der ArXiv-Blog weiter aus. "Schließlich muss das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße schon rund 100 Millionen Jahre nach dem Urknall existiert haben - und das lässt ihm nicht viel Zeit derart zu wachsen."




Das Ergebnis der Simulation einer heißen Plasmawolke, wie sie ein Wurmloch (s.Abb.l.) oder aber um zwei bekannte Arten Schwarzer Löcher kreist (s. Abb. m. und r.). | Copyright/Quelle: Li, Bambi et al. / arxiv.org

Wurmlöcher hingegen sind uranfängliche Objekte, die sich schon in den ersten Momenten der Existenz des Universum gebildet haben könnten. "Wenn Wurmlöcher also tatsächlich auf diese Weise und zu dieser Zeit entstanden sind und also schon Teil des frühesten Universums waren, könnten sie durchaus die für die Entstehung der ersten Galaxien notwendige Anziehungskraft ausgeübt haben."


Beide Objekte - Schwarzes- und Wurmloch – verbergen sich jedoch hinter einem sogenannten Ereignishorizont. Dabei handelt es sich um jene Grenze, nach der nicht einmal mehr das Licht der Anziehungskraft des dahinterliegenden Objekts entkommen kann. Folglich gibt es keine direkte Möglichkeit, zu sehen, was genau sich dahinter bzw. darin verbirgt.


Die chinesischen Wissenschaftler zeigen nun jedoch, dass es durchaus sichtbare Unterschiede zwischen einem Schwarzen Loch und einem Wurmloch gibt, ist letzteres (also das Wurmloch) doch deutlich kleiner als ein Schwarzes Loch.


Aus diesem Grund haben die Forscher die Umlaufbewegung von heißem Plasma berechnet, das die jeweiligen Objekte umkreist und dabei infrarotes Licht abstrahlt, dessen Bewegungsbahn auf seinem Weg in Richtung des irdisches Betrachters ebenfalls unterschiedlich ausfalle - abhängig davon, um was für ein Zentralobjekt es sich handelt.


Aufgrund der extremen Gravitationsfelder, würde das Bild einer solchen, den Ereignishorizont des zentralen Objekts umkreisen Plasmawolke geradezu verschmiert erscheinen. Die Größenunterschiede zwischen einem Wurmloch und einen Schwarzen Loch würden jedoch zu eindeutigen Unterschieden dieses Verschmierens führen, anhand derer Astronomen auf die tatsächliche Natur des Objekts im Zentrum unserer Milchstraße schließen könnten.


Schon das derzeit in Planung befindliche Infrarot-Interferometer "GRAVITY" am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile wird in der Lage sein, Plasmawolken im Umfeld von Sagittarius A* abzubilden und auch die nun simulierte charakteristische Signatur aufzuzeigen, anhand derer ein super-massereiches Schwarzes Loch von einem Wurmloch unterschieden werden kann.


Die Chancen stehen also nicht schlecht, dass wir schon in naher Zukunft erfahren werden, ob ein Schwarzes Loch oder aber sogar ein Wurmloch das Zentrum unserer Milchstraße bildet.


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Quelle: arxiv.org, medium.com/the-physics-arxiv-blog
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