Mini-Schwarze Löcher könnten nach 90 Jahren Suche dunkle Materie erklären

Nach 90 Jahren Suche nach dunkler Materie haben Astrophysiker immer noch keine definitiven Beweise für ihre Existenz gefunden. Eine neue Hypothese besagt, dass dunkle Materie aus miniaturisierten Schwarzen Löchern bestehen könnte.

Diese mini Schwarzen Löcher, mit einer Masse von etwa 22 Mikrogramm, könnten eine quantenmechanische Größe haben, die durch die Compton-Wellenlänge definiert ist. Das bedeutet, dass ihr Verhalten sowohl von der Quantenmechanik als auch von der Gravitation bestimmt wird, was unser Verständnis ihres Schicksals kompliziert.

Stephen Hawking schlug 1974 vor, dass solche mini Schwarzen Löcher schnell aufgrund thermischer Strahlung verdampfen. Schwarze Löcher mit Planck-Masse könnten jedoch stabil sein, was die Frage aufwirft, ob sie dunkle Materie darstellen könnten. Diese Idee wurde erstmals 1987 von JH MacGibbon eingeführt.

Die Wechselwirkungsquerschnittsfläche von Planck-Masse Schwarzen Löchern ist extrem klein, was sie zu geeigneten Kandidaten für dunkle Materie macht. Um dunkle Materie zu erklären, müsste es ein Planck-Masse Schwarzes Loch für jeden 10

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Photon im kosmischen Mikrowellenhintergrund geben.

Für die Dynamik der Milchstraße muss dunkle Materie eine lokale Massendichte von 0,4 Protonmassen pro Kubikzentimeter haben, was darauf hindeutet, dass jedes Jahr ein Planck-Masse Schwarzes Loch durch unsere Körper hindurchgeht, ohne ein Gesundheitsrisiko darzustellen, aufgrund ihrer winzigen Wechselwirkungsquerschnittsfläche.

Diese Schwarzen Löcher könnten Überreste aus frühen Phasen des Universums oder Zerfällen schwerer Felder sein. Während Hawking vorgeschlagen hatte, dass primordial Schwarze Löcher elektrisch geladen sein könnten, deuteten spätere Erkenntnisse darauf hin, dass eine solche Ladung zu einer schnellen Neutralisation führen würde.

Zukünftige Studien könnten mehr über diese schwer fassbaren Entitäten offenbaren. Neueste Erkenntnisse zeigen, dass Gravitationswellendetektoren wie LIGO-Virgo-KAGRA Signale von massiven, sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegenden Stealth-Raumschiffen erkennen können, und zukünftige Einrichtungen wie LISA werden diese Sensitivität weiter erhöhen.

Wenn dunkle Materie jedoch tatsächlich aus sehr kleinen Schwarzen Löchern besteht, könnte eine direkte Detektion unerreichbar bleiben.