{"id":1935,"date":"2025-08-24T16:24:22","date_gmt":"2025-08-24T13:24:22","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/?p=1935"},"modified":"2025-11-20T13:36:56","modified_gmt":"2025-11-20T10:36:56","slug":"zwei-theorien-ueber-die-beziehung-zwischen-dunkler-materie-und-schwarzen-loechern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/2025\/08\/24\/zwei-theorien-ueber-die-beziehung-zwischen-dunkler-materie-und-schwarzen-loechern\/","title":{"rendered":"Zwei Theorien \u00fcber die Beziehung zwischen Dunkler Materie und Schwarzen L\u00f6chern"},"content":{"rendered":"

Winzige Schwarze L\u00f6cher, die Sekunden nach der Geburt des Universums entstanden, existieren m\u00f6glicherweise l\u00e4nger als erwartet. Dies l\u00e4sst Forscher vermuten, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher die Quelle der Dunklen Materie sein k\u00f6nnten, der geheimnisvollsten Substanz im Universum.<\/span><\/p>\n

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Dunkle Materie ist derzeit eines der dr\u00e4ngendsten Probleme der Physik. Denn obwohl sie etwa 85 % der Materie im Weltraum ausmacht, bleibt sie f\u00fcr unser Auge praktisch unsichtbar, da sie nicht mit Licht interagiert. Die Studie wurde 2024 auf Space.com ver\u00f6ffentlicht.<\/span><\/p>\n

Da die Teilchen, aus denen die Atome unserer allt\u00e4glichen Objekte wie Sterne, Planeten und unseres eigenen K\u00f6rpers bestehen, eindeutig mit Licht interagieren, hat dies die Suche nach Dunkle-Materie-Teilchen jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik ausgel\u00f6st. Viele Wissenschaftler glauben, dass die Antwort auch im Standardmodell liegen k\u00f6nnte, wenn wir kosmische Objekte betrachten, die wir \u00fcblicherweise als unglaublich massiv und sogar monstr\u00f6s betrachten: Schwarze L\u00f6cher.<\/span><\/p>\n

Valentin Toss und Ana Alexander vom Max-Planck-Institut vermuten, dass winzige Schwarze L\u00f6cher, die vor mehr als 13,8 Milliarden Jahren, kurz nach dem Urknall, entstanden und nicht gr\u00f6\u00dfer als ein Proton sind, Klumpen bilden k\u00f6nnten, die potenzielle Quellen dunkler Materie sein k\u00f6nnten, ohne dass daf\u00fcr neue physikalische Erkenntnisse gewonnen werden m\u00fcssten.<\/span><\/p>\n

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\nAbbildung einer Wolke aus dunkler Materie. K\u00f6nnte es sich tats\u00e4chlich um einen Haufen Schwarzer L\u00f6cher handeln? R\u00f6ntgen: NASA\/CXC\/CfA\/M.Markevich et al.; Optisch: NASA\/STScI; Magellan\/University of Arizona\/D.Clow et al.; Linsenkarte: NASA\/STScI; ESO WFI; Magellan\/University of Arizona\/D.Clow et al.<\/span><\/em><\/p>\n

Der j\u00fcngste Wandel in der Denkweise \u00fcber die \u201eVerdampfung\u201c Schwarzer L\u00f6cher hat nicht nur zu einer Neubewertung der M\u00f6glichkeit primordialer Schwarzer L\u00f6cher als Quelle dunkler Materie gef\u00fchrt. Da die Suche nach Teilchen dunkler Materie nach wie vor weitgehend erfolglos bleibt, k\u00f6nnten auch mehr Forscher beginnen, die Theorie primordialer Schwarzer L\u00f6cher als Quelle dunkler Materie ernster zu nehmen.<\/span><\/p>\n

\u201eWie der Name schon sagt, sind \u201aprimordiale Schwarze L\u00f6cher\u2018 eine Art Schwarze L\u00f6cher, die sich fr\u00fch im Universum bilden\u201c, sagte Toss gegen\u00fcber Space.com. \u201eIm Grunde genommen innerhalb des ersten Sekundenbruchteils der Existenz des Universums.\u201c<\/span><\/p>\n

Er erkl\u00e4rte, dass alle Strukturen, die wir im Universum sehen \u2013 von Galaxien-Superhaufen bis hin zu den Galaxien selbst \u2013 aus kleinen, im fr\u00fchen Universum vorhandenen Hohlr\u00e4umen mit erh\u00f6hter Dichte entstanden seien. Wenn es im fr\u00fchen Universum viel gr\u00f6\u00dfere Dichteschwankungen gab als die, die diese Strukturen erzeugten, und diese Schwankungen vor der Entstehung der Galaxien zusammenbrachen, k\u00f6nnten diese Hohlr\u00e4ume mit erh\u00f6hter Dichte die Grundlage f\u00fcr die Entstehung primordialer Schwarzer L\u00f6cher gebildet haben.<\/span><\/p>\n

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\nAnatomie eines Schwarzen Lochs. Unabh\u00e4ngig von ihrer Gr\u00f6\u00dfe haben alle Schwarzen L\u00f6cher einen Ereignishorizont. ESO<\/span><\/em><\/p>\n

Toss f\u00fcgte hinzu, dass diese primordialen Schwarzen L\u00f6cher je nach Zeitpunkt und Ausma\u00df des Kollapses sehr unterschiedliche Massen haben k\u00f6nnten. Die Massen der primordialen Schwarzen L\u00f6cher, die Toss und Alexander als m\u00f6gliche Kandidaten f\u00fcr Dunkle Materie betrachteten, w\u00fcrden zwischen einigen Tonnen und tausend Tonnen liegen, weniger als die Masse eines Planeten und eher der Masse eines kleinen Asteroiden entsprechen.<\/span><\/p>\n

Wenn man bedenkt, dass die kleinsten Schwarzen L\u00f6cher, die Wissenschaftler bisher entdeckt haben, sogenannte Schwarze L\u00f6cher mit Sternmasse, Massen von 3 bis 50 Sonnenmassen haben, was wiederum 2,2 mal 1027 (22 gefolgt von 26 Nullen) Tonnen entspricht, sind diese primordialen Schwarzen L\u00f6cher unglaublich klein.<\/span><\/p>\n

Wie ihre gr\u00f6\u00dferen Gegenst\u00fccke \u2013 Schwarze L\u00f6cher, die entweder durch den Kollaps massereicher Sterne oder durch die Verschmelzung relativ kleinerer Schwarzer L\u00f6cher entstehen \u2013 h\u00e4tten primordiale Schwarze L\u00f6cher eine lichtblockierende \u00e4u\u00dfere Grenze, den sogenannten Ereignishorizont, sagte Alexander. Der Durchmesser dieses Horizonts wird durch die Masse des Schwarzen Lochs bestimmt, was bedeutet, dass der Ereignishorizont in solchen F\u00e4llen unglaublich klein w\u00e4re. \u201eKleiner als der Radius eines Protons\u201c, sagte Alexander.<\/span><\/p>\n

Zuvor wurden kleine primordiale Schwarze L\u00f6cher als Kandidaten f\u00fcr Dunkle Materie ausgeschlossen, da man davon ausging, dass alle Schwarzen L\u00f6cher eine besondere Art von W\u00e4rmestrahlung \u201eaussenden\u201c, die erstmals 1974 von Stephen Hawking vorgeschlagen und sp\u00e4ter als \u201eHawking-Strahlung\u201c bezeichnet wurde.<\/span><\/p>\n

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\nEin Diagramm, das die Expansionsgeschichte des Universums zeigt. Primordiale Schwarze L\u00f6cher k\u00f6nnten sich aufgrund von Dichteschwankungen gebildet haben, bevor die ersten Sterne entstanden. NASA\/WMAP Science Team\/Bild von Dana Berry<\/span><\/em><\/p>\n

Je kleiner ein Schwarzes Loch ist, desto schneller sollte es Hawking-Strahlung aussenden und daher auch schneller verdampfen. Das bedeutet: Wenn es jemals primordiale Schwarze L\u00f6cher gegeben hat, d\u00fcrften die kleinsten Exemplare heute nicht mehr existieren, obwohl es offensichtlich Dunkle Materie gibt.<\/span><\/p>\n

\u201eUrzeitliche Schwarze L\u00f6cher mit den Massen, die Ana und ich jetzt betrachten, wurden zuvor im Wesentlichen ausgeschlossen, weil man davon ausging, dass sie zu diesem Zeitpunkt bereits vollst\u00e4ndig im Universum verdampft waren\u201c, sagte Toss.<\/span><\/p>\n

Neuere Arbeiten von Georgi Dvali, einem theoretischen Physiker an der Universit\u00e4t M\u00fcnchen, der mit Thoss und Alexander zusammengearbeitet hat, haben jedoch gezeigt, dass der Verdampfungsprozess an einem bestimmten Punkt stoppt, was bedeutet, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher mit den von den Wissenschaftlern in Betracht gezogenen Massen einen halbstabilen Zustand erreichen k\u00f6nnten.<\/span><\/p>\n\n

\u201eUm seine Masse durch Hawking-Strahlung zu reduzieren, muss ein Schwarzes Loch seine Informationen oder etwas anderes \u201aumschreiben\u2018. Dieser Umschreibprozess braucht Zeit\u201c, erkl\u00e4rte Alexander. \u201eMan nennt das \u201aGed\u00e4chtnislast\u2018, weil dieses Ged\u00e4chtnis nun auf etwas anderes \u00fcbertragen werden muss und den gesamten Verdampfungsprozess verlangsamt. Es handelt sich also um eine Art Stabilisierung.\u201c<\/span><\/p>\n

Dieser \u201eFluchtmechanismus\u201c bedeutet, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher erneut zu potenziellen Kandidaten f\u00fcr Dunkle Materie werden.<\/span><\/p>\n

Die Tatsache, dass es im heutigen Universum m\u00f6glicherweise primordiale Schwarze L\u00f6cher gibt, bedeutet jedoch nicht, dass man sie als Quelle der Dunklen Materie betrachten sollte. Es gibt jedoch andere Gr\u00fcnde, diese winzigen hypothetischen Schwarzen L\u00f6cher mit der mysteri\u00f6sen Materie in Verbindung zu bringen, aus der das Universum besteht.<\/span><\/p>\n

Der vielleicht offensichtlichste Zusammenhang ist die fehlende Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und Licht. Dunkle Materie emittiert oder reflektiert weder Licht, und der Ereignishorizont, der alle Schwarzen L\u00f6cher umschlie\u00dft, ist der Punkt, an dem die zum Durchqueren erforderliche Fluchtgeschwindigkeit die Lichtgeschwindigkeit \u00fcberschreitet. Das bedeutet, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher das gesamte einfallende Licht \u201eeinfangen\u201c w\u00fcrden, was zu der scheinbar fehlenden Wechselwirkung f\u00fchrt.<\/span><\/p>\n

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\nAbbildung einer Ansammlung winziger primordialer Schwarzer L\u00f6cher, die m\u00f6glicherweise die Quelle dunkler Materie sind. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

\u201eWenn primordiale Schwarze L\u00f6cher leicht genug sind, etwa so gro\u00df wie Planeten, verhalten sie sich in allen f\u00fcr uns relevanten Bereichen wie Dunkle-Materie-Partikel\u201c, sagte Toss. \u201eIn Standardmodellen ist Dunkle Materie \u201akollisionsfrei\u2018, sodass Dunkle-Materie-Partikel nicht so stark miteinander interagieren, dass sie das Universum beeinflussen.\u201c<\/span><\/p>\n

Er f\u00fcgte hinzu, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher, wenn sie leichter als Planetenmassen w\u00e4ren, selbst im kosmischen Zeitma\u00dfstab so klein w\u00e4ren, dass Kollisionen extrem selten w\u00e4ren. Diese primordialen Schwarzen L\u00f6cher w\u00fcrden sich wahrscheinlich zusammenballen und die Gravitationseffekte erzeugen, die wir heute der Dunklen Materie zuschreiben, wie etwa die Aus\u00fcbung einer Gravitationskraft auf schnell rotierende Galaxien, um ein Auseinanderfliegen zu verhindern.<\/span><\/p>\n

Doch wenn sich primordiale Schwarze L\u00f6cher zusammenballen m\u00fcssen, um die Auswirkungen der Dunklen Materie zu erkl\u00e4ren, was hindert sie dann daran, sich anzun\u00e4hern und zu gr\u00f6\u00dferen Schwarzen L\u00f6chern zu verschmelzen? W\u00fcrde sich ein Haufen winziger Schwarzer L\u00f6cher nicht irgendwann zu einem einzigen riesigen Schwarzen Loch entwickeln? Thoss sagte, diese Frage sei untersucht worden, und die Antwort sei einfach: \u201eNein.\u201c<\/span><\/p>\n

\u201eSelbst wenn man die Clusterbildung ber\u00fccksichtigt, sind die Zeitskalen der Verschmelzungen so gro\u00df, dass sie in der gesamten Geschichte des Universums nur zu wirklich massereichen Schwarzen L\u00f6chern verschmelzen konnten\u201c, fuhr er fort.<\/span><\/p>\n

Toss f\u00fcgte hinzu, dass das Sch\u00f6ne an der Verwendung primordialer Schwarzer L\u00f6cher als Erkl\u00e4rung f\u00fcr dunkle Materie darin liege, dass im Gegensatz zur Heranziehung eines hypothetischen Teilchens wie dem Axion zur Erkl\u00e4rung des R\u00e4tsels f\u00fcr primordiale Schwarze L\u00f6cher keine Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik erforderlich sei \u2013 der besten Erkl\u00e4rung, die wir f\u00fcr das Universum auf subatomarer Ebene haben.<\/span><\/p>\n

Es wird jedoch unglaublich schwierig sein zu best\u00e4tigen, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher aus dunkler Materie bestehen, falls sie das Ph\u00e4nomen erkl\u00e4ren. Ihre F\u00e4higkeit, Licht einzufangen, macht sie praktisch unsichtbar. Au\u00dferdem \u00fcben sie aufgrund ihrer geringen Gr\u00f6\u00dfe nicht die gleiche starke Gravitationskraft aus wie ihre stellaren und supermassiven Verwandten.<\/span><\/p>\n

Selbst wenn eine Ansammlung primordialer Schwarzer L\u00f6cher entdeckt w\u00fcrde, g\u00e4be es keine wirkliche M\u00f6glichkeit, zwischen vielen kleinen Schwarzen L\u00f6chern und einem gro\u00dfen Schwarzen Loch zu unterscheiden.<\/span><\/p>\n

Trotz dieser Schwierigkeit wollen Toss und Alexander die Erforschung primordialer Schwarzer L\u00f6cher fortsetzen \u2013 zumindest theoretisch. Sollten sich Kandidatenteilchen der Dunklen Materie weiterhin der Entdeckung entziehen, liegt die L\u00f6sung vielleicht darin, mehr Physiker dazu zu bewegen, die metaphorische Grenze zwischen Teilchenphysik und Kosmologie zu analysieren.<\/span><\/p>\n

\u201eIch w\u00fcrde nicht sagen, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher jemals als Kandidaten f\u00fcr Dunkle Materie ausgeschlossen wurden; obwohl sie eine Zeit lang ignoriert wurden\u201c, sagte Alexander. \u201eDa wir jetzt keine Daten \u00fcber Dunkle-Materie-Partikel haben, denke ich, dass es immer relevanter wird, diese Option in Betracht zu ziehen.\u201c<\/span><\/p>\n

Die n\u00e4chste Theorie: Dunkle Materie, das geheimnisvollste \u201eMaterial\u201c im Universum, k\u00f6nnte eine Art kosmischer Mittelsmann sein, der es supermassiven Schwarzen L\u00f6chern erm\u00f6glicht, die letzte H\u00fcrde zu \u00fcberwinden, bevor sie kollidieren und zu einem einzigen verschmelzen.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Astronomen wissen seit langem, dass bei der Kollision von Galaxien zu gr\u00f6\u00dferen, unf\u00f6rmigen Galaxien auch die supermassereichen Schwarzen L\u00f6cher in ihren Zentren zueinander hingezogen werden. Schlie\u00dflich verschmelzen auch diese Schwarzen L\u00f6cher und erzeugen ein noch monstr\u00f6seres supermassereiches Schwarzes Loch sowie einen schrillen Schrei durch das Gef\u00fcge von Raum und Zeit, die sogenannten Gravitationswellen. Die Ergebnisse von Alonso-Alvarez und seinem Team werden in einem am 9. Juli 2025 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters ver\u00f6ffentlichten Artikel diskutiert.<\/span><\/p>\n

W\u00e4hrend die Entdeckung von Gravitationswellen uns Beweise f\u00fcr diesen Kollisionsprozess geliefert hat und f\u00fcr unser Verst\u00e4ndnis, wie supermassereiche Schwarze L\u00f6cher Massen erreichen, die Millionen oder sogar Milliarden Sonnen entsprechen, von grundlegender Bedeutung ist, gibt es ein ungel\u00f6stes Problem.<\/span><\/p>\n

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\nDas Diagramm zeigt die drei Hauptphasen der Verschmelzung Schwarzer L\u00f6cher, wobei Phase 2 die theoretische Phase ist, die das endg\u00fcltige Parsec-Problem erkl\u00e4rt. Robert Lee. Space.com<\/span><\/em><\/p>\n

Astrophysiker verf\u00fcgen \u00fcber gute Modelle f\u00fcr die sp\u00e4ten Phasen der Verschmelzung supermassereicher Schwarzer L\u00f6cher. Doch noch immer ist unklar, wie diese kosmischen Giganten die letzten 3,3 Lichtjahre (auch bekannt als \u201eParsec\u201c) zwischen ihnen zur\u00fccklegen, um den Verschmelzungsprozess einzuleiten. Dieses Problem wird als \u201eletztes Parsec-Problem\u201c bezeichnet.<\/span><\/p>\n

Dunkle Materie k\u00f6nnte supermassiven Schwarzen L\u00f6chern dabei helfen, den Verschmelzungsprozess einzuleiten, aber diese Theorie funktioniert nur, wenn die Dunkle-Materie-Partikel miteinander interagieren.<\/span><\/p>\n

Der Prozess der Verschmelzung supermassereicher Schwarzer L\u00f6cher ist kompliziert, da die beiden Schwarzen L\u00f6cher zun\u00e4chst zueinander finden, ein Doppelsternsystem bilden und sich dann der Abstand zwischen ihnen langsam verringert. Als der Abstand zwischen den beiden Schwarzen L\u00f6chern etwa ein Parsec betrug, waren Wissenschaftler besorgt, da die Verschmelzung nach bestehenden Berechnungen ins Stocken geraten zu sein schien.<\/span><\/p>\n

Diese Entdeckung basiert auf mathematischen Modellen und der Wechselwirkung dunkler Materie mit sich selbst. Genauer gesagt m\u00fcssen sich dunkle Materieteilchen bei einer Kollision zerstreuen, um zwischen Schwarzen L\u00f6chern vermitteln zu k\u00f6nnen.<\/span><\/p>\n

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\nEin Kreisdiagramm, das zeigt, wie viel dunkle Materie die \u201enormale\u201c Materie im Universum \u00fcbersteigt, aus der alles besteht, was wir sehen. Robert Lee. Space.com<\/span><\/em><\/p>\n

Aus diesem Grund k\u00f6nnte die Befolgung dieser Theorie nicht nur das letzte Parsec-Problem l\u00f6sen, sondern vielleicht auch endlich herausfinden, woraus dunkle Materie besteht, und damit eines der grundlegendsten R\u00e4tsel der Wissenschaft l\u00f6sen.<\/span><\/p>\n

Dunkle Materie besteht m\u00f6glicherweise nicht nur aus Teilchen, die nicht in unsere besten Modelle der subatomaren Welt passen, sondern ist m\u00f6glicherweise auch wesentlich massereicher als Teilchen \u201eallt\u00e4glicher\u201c Materie.<\/span><\/p>\n\n

Die Zahl der Dunkle-Materie-Partikel ist im Verh\u00e4ltnis 5:1 bis 6:1 h\u00f6her als die der normalen Partikel. Das bedeutet, dass alles, was Sie um sich herum sehen, nur 15 % der Masse des Kosmos ausmacht.<\/span><\/p>\n

Wir wissen, dass dunkle Materie existiert, weil sie zwar nicht mit Licht oder normaler Materie interagiert, aber mit der Schwerkraft. Wenn dies geschieht, k\u00f6nnen die dadurch verursachten Effekte das Verhalten von normaler Materie und Licht beeinflussen. Forscher haben beispielsweise herausgefunden, dass ohne den Gravitationseinfluss der dunklen Materie die von der Masse von Sternen, Gas, Planeten und Monden in Galaxien ausge\u00fcbte Schwerkraft nicht ausreichen w\u00fcrde, um deren schnelles Auseinanderfliegen zu verhindern.<\/span><\/p>\n

Alonso-Alvarez erkl\u00e4rte, dass die supermassereichen Schwarzen L\u00f6cher bei der ersten Verschmelzung von Galaxien weit voneinander entfernt sind. Schlie\u00dflich beginnen sie ihre Reise zum Zentrum der verschmelzenden Galaxien, das zum Ort ihrer eigenen Verschmelzung und zum Herzen des neu entstandenen Galaxienkonglomerats wird.<\/span><\/p>\n

Diese Reise wird durch den Energieverlust der Schwarzen L\u00f6cher erleichtert und verl\u00e4uft in drei verschiedenen Phasen.<\/span><\/p>\n

In der ersten Phase rasen die Schwarzen L\u00f6cher an vielen Sternen vorbei und interagieren mit ihnen gravitativ. Durch diese Wechselwirkung \u00e4ndern die Schwarzen L\u00f6cher ihre Geschwindigkeit und werden langsamer. Dieser Geschwindigkeitsverlust erm\u00f6glicht es der Massenkonzentration im Zentrum der Verschmelzung, einen Gravitationseffekt auf die Schwarzen L\u00f6cher auszu\u00fcben, wodurch sie sich relativ langsam aufeinander zubewegen.<\/span><\/p>\n

Dieser Energieverlust spielt auch noch eine gro\u00dfe Rolle, nachdem die supermassereichen Schwarzen L\u00f6cher die letzten 3,3 Lichtjahre zur\u00fcckgelegt und ein Doppelsternsystem gebildet haben \u2013 die dritte Phase dieses Prozesses. An diesem Punkt umkreisen sich die beiden Hohlr\u00e4ume gegenseitig und erzeugen Gravitationswellen. Wenn sich diese Wellen vom Doppelsternsystem ausbreiten, nehmen sie Drehimpuls mit und verlieren so Rotationsenergie.<\/span><\/p>\n

Dieser sehr effiziente Energieverlust f\u00fchrt dazu, dass sich die beiden Schwarzen L\u00f6cher immer mehr ann\u00e4hern und ihre Verschmelzung unumkehrbar wird. Je enger ihre Umlaufbahnen werden, desto schneller senden sie Gravitationswellen aus. Schlie\u00dflich, wenn sich die supermassereichen Schwarzen L\u00f6cher immer n\u00e4her kommen, \u00fcberwiegt ihr Gravitationseinfluss, und sie kollidieren.<\/span><\/p>\n

Die zweite Phase ist die Phase zwischen der Energie\u00fcbertragung auf die Sterne und dem Energieverlust durch Gravitationswellen.<\/span><\/p>\n

Die Wechselwirkung mit Sternen ist nur dann wirklich effektiv, wenn die Schwarzen L\u00f6cher sehr weit voneinander entfernt sind, also in Abst\u00e4nden von mehr als einem Parsec, und Gravitationsstrahlung tritt nur auf, wenn sie n\u00e4her als Bruchteile eines Parsecs sind.<\/span><\/p>\n

Alonso-Alvarez und seine Kollegen vermuten, dass, wenn supermassereiche Schwarze L\u00f6cher Entfernungen von 3,3 Lichtjahren erreichen und keine Energie mehr auf Sterne \u00fcbertragen k\u00f6nnen, die Dunkle Materie die Oberhand gewinnt und durch einen Prozess namens \u201edynamische Reibung\u201c beginnt, Energie zu extrahieren.<\/span><\/p>\n

Wenn sich Schwarze L\u00f6cher durch diese dichte \u201eDunkle Materie\u201c bewegen, erzeugen sie Reibung, die der Reibung eines Objekts \u00e4hnelt, das sich durch eine viskose Fl\u00fcssigkeit bewegt. Modelliert man Dunkle Materie als Fl\u00fcssigkeit, so verleihen ihr die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen der Dunklen Materie eine hohe Viskosit\u00e4t. Die hohe Viskosit\u00e4t einer normalen Fl\u00fcssigkeit gibt an, wie schwer es f\u00fcr ein Objekt ist, sie zu durchdringen. In diesem Fall wird diese Reibung ausschlie\u00dflich durch die Schwerkraft erzeugt. Die Wechselwirkung mit dem Schwarzen Loch erfolgt ausschlie\u00dflich durch die Schwerkraft.<\/span><\/p>\n

Ohne die Streuung der Dunklen Materie w\u00fcrde dieser Mechanismus schlicht nicht funktionieren. Der Grund daf\u00fcr ist, dass die Energie, die Schwarze L\u00f6cher durch Reibung und Dunkle Materie verlieren, in die Geschwindigkeitserh\u00f6hung der Dunkle-Materie-Teilchen flie\u00dft. Ohne Viskosit\u00e4t w\u00fcrden die Dunkle-Materie-Teilchen weit \u00fcber diesen endlichen Parsec-Bereich hinaus gestreut.<\/span><\/p>\n

Dies w\u00fcrde bedeuten, dass in diesem zentralen Bereich nach kurzer Zeit keine Dunkle Materie mehr vorhanden w\u00e4re, um die n\u00f6tige Reibung zu erzeugen. Kommt es jedoch zu einer Selbstwechselwirkung der Dunklen Materie, w\u00fcrde es zu einer Umverteilung dieser Energie zwischen den Teilchen im zentralen Bereich der Galaxie kommen, sodass sich die Dunkle Materie nicht aufl\u00f6st.<\/span><\/p>\n

Die Wechselwirkungen Dunkler Materie mit supermassereichen Schwarzen L\u00f6chern k\u00f6nnten auch Berechnungen von Dunkle-Materie-Halos um Galaxien erkl\u00e4ren, deren Formen sich durch Modelle der \u201ekalten Dunklen Materie\u201c nicht vollst\u00e4ndig erkl\u00e4ren lassen. Diese Modelle gehen davon aus, dass sich diese mysteri\u00f6se Materie langsam bewegt (daher der Name \u201ekalt\u201c) und nicht mit sich selbst wechselwirkt. Sollte die Theorie der Dunkle-Materie-Mediatoren von Alonso-Alvarez und seinen Kollegen zutreffen, k\u00f6nnte dies eine Abkehr von der Theorie der kalten Dunklen Materie erfordern.<\/span><\/p>\n

Zus\u00e4tzlich wird ein unbekanntes krafttragendes Teilchen ben\u00f6tigt, um die Wechselwirkungen zwischen Dunkle-Materie-Teilchen zu vermitteln. Diese Studie lieferte dem Team einige Hinweise auf die Natur dieses Teilchens. Ein krafttragendes Teilchen, ein sogenanntes Boson, fungiert als Vermittler und unterst\u00fctzt die Wechselwirkung anderer Teilchen. Beispielsweise nutzt die elektromagnetische Kraft Photonen, also Lichtteilchen, als Krafttr\u00e4ger, w\u00e4hrend die Gravitation vermutlich ein Boson, ein sogenanntes Gluon, nutzt.<\/span><\/p>\n

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\nZwei supermassive Schwarze L\u00f6cher vor dem Hintergrund des Netzes aus dunkler Materie, das sie anzieht. Robert Lee. Space.com<\/span><\/em><\/p>\n

\u201eWir gingen von der naiven Vorstellung aus, dass die Selbstinteraktionen der Dunklen Materie lediglich zur L\u00f6sung dieses letzten Parsec-Problems beitragen w\u00fcrden. Wir glaubten jedoch nicht, dass wir vorhersagen k\u00f6nnten, welche Selbstinteraktionen bevorzugt w\u00fcrden\u201c, sagte Alonso-Alvarez. \u201eAls wir unsere Berechnungen verfeinerten, stellten wir fest, dass tats\u00e4chlich ein ganz bestimmtes Modell bevorzugt wurde, bei dem der Krafttr\u00e4ger eine Masse von etwa einem Prozent der Masse des Dunkle-Materie-Teilchens hatte. Keine der anderen von uns ausprobierten Optionen funktionierte.\u201c<\/span><\/p>\n

\u201eDie Berechnungen, die wir f\u00fcr dieses Papier durchgef\u00fchrt haben, waren rein analytisch. Wir arbeiten jetzt an der Erstellung von Simulationen, um diesen Mechanismus besser zu verstehen\u201c, sagte Alonso-Alvarez.<\/span><\/p>\n

Der Physiker f\u00fcgte hinzu, dass Beobachtungsbeweise f\u00fcr diese Theorie von Ansammlungen hochpr\u00e4ziser rotierender Neutronensterne, sogenannten Pulsar-Arrays, stammen k\u00f6nnten, die Wissenschaftler als pr\u00e4zise kosmische Uhren nutzen. Entscheidend hierf\u00fcr sei die Untersuchung des Hintergrundrauschens im Weltraum, der sogenannten Gravitationswellenhintergrund, die im Laufe der Geschichte des Universums durch die Verschmelzung supermassiver Schwarzer L\u00f6cher entsteht.<\/span><\/p>\n

\u201eMan kann den Einfluss von Dunkler Materie und Reibung auf dieses Signal untersuchen und Vorhersagen dar\u00fcber treffen, wie die Anwesenheit von Dunkler Materie das Signal ver\u00e4ndert\u201c, f\u00fcgte Alonso-Alvarez hinzu. \u201eDas Interessanteste daran ist, dass man dies gleichzeitig mit Hinweisen auf Selbstwechselwirkungen von Dunkler Materie auf galaktischen Skalen von vielen tausend Parsecs vergleichen kann.\u201c<\/span><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Winzige Schwarze L\u00f6cher, die Sekunden nach der Geburt des Universums entstanden, existieren m\u00f6glicherweise l\u00e4nger als erwartet. Dies l\u00e4sst Forscher vermuten, dass primordiale Schwarze L\u00f6cher die Quelle der Dunklen Materie sein k\u00f6nnten, der geheimnisvollsten Substanz im Universum.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1936,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[40,538],"tags":[306,697],"class_list":{"0":"post-1935","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kosmos","8":"category-weltraum","9":"tag-dunkle-materie","10":"tag-schwarzes-loch"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1935","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1935"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1935\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1937,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1935\/revisions\/1937"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1936"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1935"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1935"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1935"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}