Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst sagen, was ein Schwarzes Loch ist. Darunter versteht man ein Objekt, das in seiner unmittelbaren Umgebung ein so starkes Gravitationsfeld erzeugt, dass aufgrund der damit verbundenen Schwerkraft weder Materie, noch Licht- oder Radiosignale dieser Umgebung entweichen können. Da eben selbst Licht (d.h. die Lichtteilchen, sog. Photonen, bzw. elektromagnetische Wellen) diesen Bereich nicht verlassen können, kann man prinzipiell nicht hineinsehen und spricht daher auch von einem „schwarzen“ Loch. Über ihre Entstehung gibt wieder die Allgemeine Relativitätstheorie (ART) Auskunft, denn nach ihr verformt eine ausreichend kompakte Masse die Raumzeit so stark, dass sich ein Schwarzes Loch bildet. Eine anschaulichere Vorstellung davon gibt der Prozess des
Gravitationskollaps: Sterne haben eine sehr große Masse, so dass ihre Gravitationskraft versucht, sie zusammenzudrücken. Wenn aber ein Stern die Energie verbraucht hat, um mit seinem inneren thermischen Druck der Gravitationskraft entgegenzuwirken und sich im Gleichgewicht zu halten, kann er zu einem schwarzen Loch kollabieren. Da die Masse dabei erhalten bleibt, wächst die Dichte des Sterns über alle Grenzen. Derartige Körper krümmen (gemäß den mathematischen Gleichungen der ART) die Raumzeit um sich herum so stark, dass man quasi von einem „Loch“ sprechen könnte, was man jedoch genauer eine exakte Singularität nennt. Diese Singularität wird von einem Raumzeitbereich umgeben, aus dem weder Materie noch Information nach außen gelangen kann und dessen Grenze der sog. Ereignishorizont ist.
Von außen betrachtet würde man hingegen beobachten, dass der Kollaps immer langsamer abläuft und sich das Volumen nie auf einen einzelnen Punkt zusammenzieht, weil die immer weiter ansteigende Gravitation den Raum und den Ablauf der Zeit lokal verzerrt.
Trotz ihrer „Unsichtbarkeit“ lassen sich schwarze Löcher indirekt durch Wirkungen des Gravitationsfeldes nachweisen, das die in ihrem Inneren verschwundene Masse im Aussenbereich hervorruft. (Das bekannteste ist Sagittarius A*, im Sternbild „Schütze“ und Zentrum der Milchstraße mit einer Masse von ca. 4 Millionen Sonnenmassen.)
Ein Weißes Loch bezeichnet nun ein astronomisches Objekt hypothetischer Natur, sozusagen das Gegenteil eines Schwarzen Lochs. Es stößt Masse und alles in seinem Inneren aus, und es ist unmöglich, den oben genannten Ereignishorizont von außen nach innen zu durchqueren, da dazu eine Geschwindigkeit höher als die Lichtgeschwindigkeit nötig wäre, was jedoch physikalisch ausgeschlossen ist. Die ART erlaubt allerdings mathematische Lösungen für die zugrundeliegenden Gleichungen, die einer Zeitumkehr eines Schwarzen Lochs entsprechen und gerade solche Eigenschaften für ein Weißes Lochs nach sich ziehen würden. Es bestünde demnach aus einer sichtbaren (!) Singularität die, aus keinem ersichtlichen Grund, plötzlich zu einem Stern ausbricht, dessen Radius unaufhaltsam über den Ereignishorizont hinaus anwächst. Trotz dieser mathematischen Lösungsmöglichkeit für die Gleichungen der ART deutet derzeit nichts darauf hin, dass Weiße Löcher auch real existieren müssen, zumal sie auch experimentell bislang nicht nachgewiesen wurden.
In diesem Zusammenhang fällt auch öfter der Begriff des Wurmlochs, auch bekannt als „Einstein-Rosen-Brücke“. Dieses theoretische Gebilde ist ein System bestehend aus einem Schwarzen und einem Weißen Loch und verbindet zwei Orte im Universum miteinander. Bildlich gesprochen sind dabei beide Welten über ein Loch verbunden, in dem extreme Gravitationskräfte herrschen; Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, würde in einem anderen Universum (oder vielleicht sogar in einem anderen Teil dieses Universums) aus einem weißen Loch wieder ausgestoßen werden. Auch hier tut sich aber schnell ein unüberwindbares Problem auf. Denn um beim Wurmloch von den Gravitationskräften nicht zerquetscht zu werden, müssten wir negative Energien zur Verfügung haben, die bisher noch niemand erzeugt hat.
Ein grundsätzlicher Einwand gegen jegliche Reisen in die Vergangenheit ist eine Verletzung des Kausalitätsprinzips, d.h. der Tatsache, dass eine Wirkung nicht vor ihrer Ursache stattgefunden haben kann. Übertragen auf die Zeitreise würde man schon durch die bloße Anwesenheit nach Rückkehr in die Vergangenheit die Welt und somit den weiteren Lauf der Dinge womöglich verändern. Eine zumindest theoretisch denkbare Abhilfe für dieses Paradoxon läge darin, aus einem passierbaren Wurmloch eine Zeitmaschine herzustellen; aber dann befänden wir uns nach der Reise in einer anderen Welt und nicht mehr in unserer ursprünglichen. Insgesamt gehören daher diese Vorstellungen allesamt in die Welt des Science-Fiction.
Eine weiteres Argument gegen die Existenz Weißer Löcher, das auch mit der entgegengesetzten Zeitachse zu tun hat, ist noch das folgende:
Um Weiße Löcher sehen zu können, müssten diese bereits unendlich lange bestanden haben, und die austretenden Teilchen müssten dementsprechend schon unendlich lange unterwegs sein. Dies ist aber in einer durch Urknall entstandenen Welt endlicher (!) Vergangenheit (so wie es bislang mit den Erkenntnissen der modernen Kosmologie in völligem Einklang steht) nicht möglich.