Physiker schlagen vor, dass die Entdeckung explodierender primordialer Schwarzer Löcher das derzeitige Verständnis der fundamentalen Naturgesetze revolutionieren könnte. Diese Schwarzen Löcher, von denen angenommen wird, dass sie in den ersten Momenten nach dem Urknall entstanden sind, könnten aufgrund von Hawking-Strahlung im gesamten Universum detonieren.
Hawking-Strahlung ist ein quantenmechanischer Prozess, der Teilchenpaare aus dem Vakuum des Raums erzeugt und zur Verdampfung von Schwarzen Löchern führt. Eine kürzlich im Journal of High Energy Physics veröffentlichte Studie legt nahe, dass die Auffindung eines explodierenden primordialen Schwarzen Lochs neue Physik enthüllen könnte.
Es wird angenommen, dass primordiale Schwarze Löcher aus gravitativer Kollapsbildung in einer heißen, dichten Umgebung kurz nach dem Urknall entstanden sind. Sie sollen extrem klein sein, möglicherweise nicht größer als subatomare Teilchen, und eine relativ geringe Masse besitzen. Obwohl noch keines direkt beobachtet wurde, deuten verschiedene kosmologische Modelle auf ihre Existenz hin.
Laut der Quantenmechanik emittieren Schwarze Löcher Strahlung, die heute als Hawking-Strahlung bekannt ist, wenn in der Nähe ihrer Ereignishorizonte Teilchenpaare erscheinen. Normalerweise annihilieren sich diese Teilchen gegenseitig; jedoch kann, wenn eines in das Schwarze Loch fällt, das andere als Strahlung entkommen. Im Laufe der Zeit führt dieser Prozess zur Verdampfung des Schwarzen Lochs.
Die Forscher glauben, dass sehr leichte primordiale Schwarze Löcher viel mehr Hawking-Strahlung emittieren würden als ihre massiveren Gegenstücke. Während die Detektion von Hawking-Strahlung aus massiven Schwarzen Löchern nahezu unmöglich ist, könnten primordiale Schwarze Löcher durch Gamma- und Neutrinoobservatorien beobachtet werden, die verschiedene Teilchen, einschließlich Photonen, Elektronen und Neutrinos, offenbaren.
Wenn diese primordialen Schwarzen Löcher allmählich verdampfen, wird erwartet, dass sie explodieren und eine erhebliche Menge an Strahlung freisetzen, die zuvor unbekannte Teilchen enthalten könnte, was potenziell Einblicke in neue Physik bieten könnte.
Darüber hinaus spekulieren Wissenschaftler, dass primordiale Schwarze Löcher hypothetische Teilchen namens Axionen erzeugen könnten, die zu den Hauptkandidaten für Dunkle Materie gehören—einer schwer fassbaren Substanz, die etwa 85% der Masse des Universums ausmacht.
Die Autoren behaupten, dass die Entdeckung auch nur eines explodierenden primordialen Schwarzen Lochs und die Analyse seiner Hawking-Strahlung zur Identifizierung völlig neuer Teilchen führen könnte und Erklärungen für Dunkle Materie liefern könnte.
Die für diese Forschung erforderlichen Observatorien befinden sich derzeit in der Entwicklung. Physiker betonen, dass die Entdeckung eines explodierenden primordialen Schwarzen Lochs in relativer Nähe zur Erde die Wahrnehmung der Naturgesetze grundlegend verändern könnte.