Wenn Sie eine Nachricht durch ein Wurmloch senden möchten, sollten Sie sie kurz fassen.
Unter bestimmten Umständen könnte eine Nachricht durch ein theoretisches Wurmloch geleitet werden, das Schwarze Löcher in verschiedenen Universen verbindet, wie Physiker in einer neuen Studie herausgefunden haben. Leider zeigen ihre Ergebnisse, dass nur eine winzige Menge an Informationen (gemessen in Quantenbits oder Qubits) ausgetauscht werden konnte.
"In unserem speziellen Setup haben wir enttäuschende Ergebnisse in dem Sinne gefunden, dass Sie nur in der Größenordnung von ein oder zwei Qubits oder ein paar Informationen durch das Wurmloch senden können", sagte Sam van Leuven, Co-Autor des Eine neue Arbeit und ein Forscher an der Universität Witwatersrand in Johannesburg berichteten Live Science.
Wenn Sie etwas in ein Schwarzes Loch schicken, landet es normalerweise in der Mitte an einem unendlich dichten Punkt, der als Singularität bekannt ist, und kehrt nie mehr zu seinem früheren Leben zurück. Wenn jedoch ein Schwarzes Loch durch ein Wurmloch mit einem anderen Schwarzen Loch verbunden wäre und die Flugbahn der Nachricht genau richtig wäre, könnte es theoretisch auf der anderen Seite dieses Wurmlochs durchqueren und austreten - was sich in einem alternativen Universum befinden könnte.
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Um dies zu erreichen, müssen beide Universen und das verbundene Schwarze Loch eine bestimmte Art von Physik und Geometrie haben. Zum Beispiel wäre das durchquerbare Wurmloch nur möglich, wenn die Raumzeit eine negative Krümmung hätte. Das heißt, Sie können sich die Raumzeit als einen riesigen Sattel vorstellen. Wenn zwei Kreaturen versuchen würden, auf parallelen Pfaden zu gehen, würden sie sich tatsächlich voneinander entfernen.
Wissenschaftler haben gewusst, dass dieser spezielle Universumsaufbau theoretisch den Durchgang von Informationen über Wurmlöcher ermöglicht, und sie haben zuvor einige Schätzungen vorgenommen, um zu bestimmen, wie viele Informationen auf diese Weise übertragen werden können.
"Wir wissen jetzt, dass dieser Prozess analog zur Quantenteleportation ist ... aber es gibt Grenzen, wie viele Informationen gesendet werden können", sagte Aron Wall, ein Forscher am Institut für Angewandte Mathematik und Theoretische Physik der Universität Cambridge, der dies nicht war an der neuen Studie beteiligt. (Bei der Quantenteleportation können Informationen mithilfe von Teilchen, die in Quanten verwickelt sind, fast augenblicklich über große Entfernungen gesendet werden, was bedeutet, dass ihre Zustände unabhängig von der Entfernung, die sie voneinander trennt, miteinander verbunden sind.)
In der neuen Studie untersuchten Van Leuven und seine Kollegen das durchquerbare Wurmloch unter Verwendung der Geometrie der Raum-Zeit, wie sie in Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie beschrieben ist. Die zur Beschreibung des Szenarios verwendete Mathematik wurde der Einfachheit halber in einem zweidimensionalen Universum durchgeführt, sollte aber auch für ein 3D-Universum wie unser eigenes gelten.
Die Ergebnisse zeigten, dass jeweils nur wenige Informationen durch das Wurmloch geleitet werden konnten - weniger als bei anderen Methoden. Sie fanden auch heraus, dass das Senden von Nachrichten durch das Wurmloch die schwarzen Löcher verändern würde. Die Masse des sendenden Schwarzen Lochs würde mit jeder gesendeten Nachricht an Masse zunehmen, und die Masse des empfangenden Schwarzen Lochs würde abnehmen. Bei der ersten Nachricht würde das empfangende Schwarze Loch etwa 30% seiner Masse verlieren, und bei nachfolgenden Nachrichten würde das Schwarze Loch verschwinden. Zusätzlich würde jede nachfolgende Nachricht an Größe verlieren, so dass die Nachricht schließlich keine Informationen enthalten würde.
Van Leuven und andere Wissenschaftler untersuchen weiterhin eine breite Palette von Einstellungen und Regeln, die denen unseres eigenen Universums ähnlich und unähnlich sind und die die Übertragung weiterer Informationen ermöglichen könnten. Gegenwärtig sind solche Wurmlöcher und verbundenen Schwarzen Löcher völlig theoretisch, aber Wissenschaftler glauben, dass es nicht völlig unmöglich ist, dass sie von einer Art fortgeschrittener Zivilisation geschaffen oder manipuliert werden.
"Wir versuchen, Verallgemeinerungen unseres Setups zu finden, die mehr Informationen ermöglichen, aber das ist noch in Arbeit", sagte Van Leuven gegenüber Live Science. "Aber es wird immer eine Grenze geben. Es wird nicht unendlich viele Informationen geben, die Sie senden können, ohne das Wurmloch zu zerstören."
Die Studie wurde online am 29. Juli im Preprint-Journal arXiv veröffentlicht und dem Journal of High Energy Physics vorgelegt.
