Zwischen den Sternen lauert ein verborgener Schwarm schwarzer Löcher, die seit dem Urknall existieren und die Entwicklung des Universums maßgeblich beeinflusst haben. Ohne sie gäbe es keine Sterne, keine Planeten und kein Leben, das diese kosmischen Wunder bewundern könnte. Heute verfügen wir erstmals über die Technologie, um sie aufzuspüren.
Schwarze Löcher zählen zu den faszinierendsten Objekten der Astronomie. Ihre immense Schwerkraft lässt jegliches Entkommen unmöglich werden, sobald man ihre Ereignishorizonte kreuzt. Typischerweise handelt es sich um kolossale Massenmonster, die um ein Vielfaches schwerer als unsere Sonne sind.
Sie bleiben unsichtbar, da kein Licht entweichen kann. Dennoch haben wir ihre Existenz dank Gravitationswellendetektoren wie LIGO und VIRGO bestätigt, die Kollisionen solcher Objekte registriert haben.
Doch eine besondere Art – primordiale Schwarze Löcher – blieb bisher theoretisch und könnte ein zentrales kosmologisches Rätsel lösen.
Unmittelbar nach dem Urknall entstanden Dichteschwankungen im jungen Universum. In dichteren Regionen kollabierte Materie zu winzigen Schwarzen Löchern, die als primordiale Schwarze Löcher bekannt sind und so alt wie das Universum selbst.
Theoretische Modelle prognostizieren eine breite Massenpalette: von leichter als eine Wimper bis schwerer als Sterne. Beobachtungen schließen einige Bereiche aus und lassen zwei Massenfenster offen.
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„Die beiden Fenster sind kleiner als eine Mondmasse [Masse unseres Mondes] und einige zehn Sonnenmassen [Masse unserer Sonne]“, erklärt Prof. Sohrab Rahvar, Astrophysiker und Kosmologe an der Sharif Technical University im Iran.
Diese unsichtbare Population könnte die Dunkle Materie bilden – den unsichtbaren Kleber, der Galaxien wie die Milchstraße zusammenhält. Lange skeptisch betrachtet, gewinnt die Hypothese neu an Plausibilität, da partikelbasierte Modelle scheitern.
Doktorandin Gabriele Franciolini von der Universität Genf hat die Bildung primordialer Schwarzer Löcher nach dem Urknall simuliert. Ergebnis: „Es könnte hundertmal mehr primordiale Schwarze Löcher geben. Sie könnten die gesamte Dunkle Materie erklären.“ Im unteren Fenster mit sublunarer Masse wären sie winzig – weniger als einen Zehntelmillimeter im Durchmesser, vergleichbar mit einem Haar.
Zusammen würden sie die notwendige Gravitation liefern. Amir Siraj, theoretischer Astrophysiker an der Harvard University, vermutet sogar eines in den Außenbezirken unseres Sonnensystems.
Gibt es ein Schwarzes Loch in unserem Sonnensystem?
Seit einem Jahrzehnt puzzen Astronomen über die geordneten Umlaufbahnen transneptunischer Objekte. Etwas scheint sie zu bündeln – Planet Neun?
„Höchstwahrscheinlich ein Planet“, meint Siraj. Trotz intensiver Suchen blieb er unsichtbar. Ein primordiales Schwarzes Loch wäre eine Alternative: grapefruitgroß, doch zehnmal schwerer als die Erde.
Siraj schlägt vor: Akkretionsausbrüche bei Kometenverschlingung erzeugen Blitze, vergleichbar mit Atombombenenergie. Das Vera-Rubin-Observatorium (Start Ende 2023) könnte sie nachweisen.
Es könnte aus der Milchstraße eingedrungen sein. Rahvar berechnet: Alle Milliarde Jahre durchquert eines die Erde – viermal in unserer Geschichte.
Kein Weltuntergang: Meist durchquert es den Planeten. Es wärmt das Innere, hinterlassend potenzielle Spuren in Gestein – schwer nachweisbar.
Wie Gravitationswellen primordiale Schwarze Löcher enthüllen können
Franciolini setzt auf Gravitationswellen wie bei stellarer Schwarzen Löchern. Viele Signale könnten primordial sein, besonders im oberen Fenster (10-100 Sonnenmassen).
Gravitationslinseneffekte begrenzen ihren Anteil auf <10% der Dunklen Materie.
Bei 0,1% verschmelzen sie ebenso häufig wie stellare. GW190521 (2019): 140-Sonnenmassen-Endprodukt – passt besser zu Primordialen.
„Die Daten unterstützen primordiale Schwarze Löcher, brauchen aber mehr Analyse.“
KAGRA (Japan) tritt bei, LIGO-Indien geplant. Vier Detektoren lokalisieren Ereignisse präzise.
Diese Relikte könnten Universum, Galaxien und unser Dasein geprägt haben.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 370 des BBC Science Focus Magazine – hier abonnieren
