Lösung für Einsteins Gleichungen: Gravastern als Alternative zu Schwarzem Loch

Wenn ein Stern am Ende seines Lebens kollabiert, muss das nicht in ein Schwarzes Loch münden, sondern kann auch zu einem extrem kompakten, sogenannten Gravastern führen. Für diese Theorie haben zwei theoretische Physiker der Goethe-Universität in Frankfurt nun erstmals eine Lösung der Gleichungen der Allgemeinen Relativitätstheorie gefunden. Solche Objekte haben für die Physik den Vorteil, dass sie sich leichter vorstellen lassen als die Schwarzen Löcher. Gleichzeitig klingt das Szenario nicht weniger fantastisch: Im Innern eines Gravasterns würde demnach ein Mini-Urknall entstehen, der dem am Anfang unseres Universums gleicht. Dessen Ausdehnung würde ebenfalls von Dunkler Energie angetrieben, im Gravastern aber durch die Gravitation gebremst und in ein Gleichgewicht gedrückt, sagen die beiden.

Kein Ereignishorizont, kein Versagen der Physik

Das Konzept der Gravasterne wurde vor 25 Jahren von Pawel Mazur und Emil Mottola als alternative Lösung der Einstein’schen Feldgleichungen vorgeschlagen, die ohne Schwarze Löcher auskommt. Solche Objekte enthielten keine Singularität und hätten auch keinen Ereignishorizont (dementsprechend würden sie auch keine Hawking-Strahlung aussenden). Nach außen hin unterschieden sie sich nicht von Schwarzen Löchern, trotzdem täte sich die Physik deutlich leichter damit, erklären Daniel Jampolski und Luciano Rezzolla aus Frankfurt. Bislang fehlte aber eine dynamische Lösung für jene Gleichungen Albert Einsteins, aus denen die Existenz von Schwarzen Löchern einst abgeleitet wurde. Die hatte Jampolski in seiner von Rezzolla betreuten Masterarbeit erarbeitet.

Was die Frankfurter Forscher jetzt vorschlagen, klingt nicht weniger fantastisch als unsere Vorstellung von Schwarzen Löchern: Im Innern eines zu einem Gravastern kollabierenden Sterns könnte als Folge ein Mini-Urknall stattfinden, „aus dem ein neues Universum entsteht“. Genau wie unser eigenes dehnt es sich angetrieben von Dunkler Energie aus, erklären die beiden. Diese Ausdehnung würde dem Kollaps entgegenwirken und ihn stoppen. Am Ende würde ein Gleichgewicht erreicht, „das zu einem stabilen Gravastern führt“. Auch wenn sich diese Objekte äußerlich nicht von dem unterscheiden würden, was wir als Schwarze Löcher kennen, würde ihr Innenleben sich komplett unterscheiden. Ihre Arbeit stellen die beiden im Fachmagazin Physical Review D vor.

Rezzolla versichert anlässlich der Veröffentlichung aber, dass Schwarze Löcher auch für ihn weiter „als die naheliegendste und eleganteste Erklärung für das Ende eines gravitativen Kollapses“ gelten. Nach Alternativen zu suchen, „bedeutet nicht, an ihnen zu zweifeln“. Doch in der Forschung und vor allem der theoretischen Physik sei ein unvoreingenommener Blick auf das Unbekannte unerlässlich: „Etablierte Lehrmeinungen und unkonventionelle Ideen verdienen gleichermaßen Aufmerksamkeit.“ Die Geschichte habe uns schon „mehr als einmal gezeigt, dass aus unkonventionellen Ideen irgendwann etablierte Lehrmeinungen werden“. Laut den Forschern funktioniert ihre Lösung auch nur für kollabierende Sterne bis zu einer bestimmten Masse, darüber sei die Entstehung eines Schwarzen Lochs „unvermeidlich“.

(mho)