Dunkle Materie und Schwarze Löcher

Seit dem frühen 20ten Jahrhundert verdichten sich die Hinweise darauf, dass es in unserem Universum mehr Materie geben muss, als unsere Teleskope erfassen können. Der wichtigste Hinweis darauf ergibt sich aus der beobachtbaren Tatsache, dass die Rotationsgeschwindigkeit vieler Galaxien in den Außenbereichen höher ist, als es die Zahl und Masse der sichtbaren Sterne in diesen Bereichen erklären würde.

Rotationsgeschwindigkeit GalaxienQuelle: Wikimedia/Johannes Schneider

In den letzten Jahrzehnten kamen darüber hinaus umfassende Beobachtungen des Gravitationslinseneffekts, d. h. der Ablenkung des Lichts durch starke Massekonzentrationen, als Hinweise hinzu. Insbesondere die spektakulären und hochauflösenden Bilder des Hubble Space Teleskops haben hier bahnbrechende Erkenntnisse beigetragen.

Im folgenden Bild, einer Aufnahme des Hubble Teleskops, ist der Gravitationslinseneffekt als ringförmige Verzerrung sehr gut zu erkennen.

Gravitationslinsen

Nach derzeitigen Abschätzungen können wir nur rund ein Sechstel der Materie, aus der das Universum augenscheinlich besteht, sehen. Der Wissenschaft stellt sich nun seit längerem die Frage, aus was die restliche, unsichtbare Materie besteht. Während Teilchenphysiker von einem bisher unentdeckten Elementarteilchen ausgehen, das dem vermeintlich leeren Raum Masse verleihen könnte, tendieren gerade in letzter Zeit viele Astronomen eher dazu, unzählige, über das ganze Universum verstreute Schwarze Löcher als Ursache für die beobachteten Effekte anzunehmen. In diesem Zusammenhang finden auch die von Stephen W. Hawking zuerst postulierten primordialen Schwarzen Löcher wieder zunehmende Beachtung, denn gerade diese Objekte wären aufgrund ihrer geringen Größe extrem schwer zu entdecken.

Wenn nun wirklich kleine Schwarze Löcher für fünf Sechstel der Materie des Universums verantwortlich sein sollten, dann ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass auch unsere Sonne ein oder mehrere solcher winzigen Begleiter haben könnte.
Was würde geschehen, wenn ein solches Objekt die Bahn der Erde kreuzt und es zur Kollision käme?
Nun, die Antwort auf diese Frage hängt sicher von der Masse dieses Objekts ab. Die Auswirkungen der Kollision mit der Sonne haben Wissenschaftler für ein sehr kleines und entsprechend leichtes Schwarzes Loch bereits berechnet. Allerdings sind auch weitaus schwerere und dennoch weiterhin winzige Schwarze Löcher vorstellbar. Ein primordiales Schwarzes Loch mit der vierfachen Erdmasse wäre beispielsweise nur so groß wie ein Apfel.

2 Antworten auf „Dunkle Materie und Schwarze Löcher“

  1. Einige Wissenschaftler gehen davon aus, dass die – unbestritten existierende – dunkle Materie in Form von kleinen schwarzen Löchern vorkommt. Was rechtfertigt diese Annahme? Sie kann doch genauso als dunkler Staub am Rande unserer Galaxie kreisen, wie ja auch normale Materie als Staub in Unmengen zwischen den Sonnen und überhaupt in der Galaxie vorhanden ist.

    1. Staub fällt eigentlich aus, denn Staub können wir sehen. Denk nur an die wunderschönen Nebelaufnahmen vom Hubble. Die Hypothese, dass Schwarze Löcher die dunkle Materie ausmachen, ist nur eine unter mehreren Möglichkeiten. Allerdings passt die Verteilung der dunklen Materie wohl zu dem, was wir von der Inflationsphase wissen. Details findest Du in dem Artikel, den ich oben verlinkt habe:

      https://phys.org/news/2016-05-scientist-link-primordial-black-holes.html

      Aber wie gesagt, ist nur eine Möglichkeit…

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