Eine statistische Analyse von 740 Supernova-Explosionen ergab, dass Schwarze Löcher nicht mehr als 40 Prozent des Volumens der Dunklen Materie im Universum ausmachen können, was wiederum einen weiteren Nagel in den Sarg der Theorie massiver astrophysikalischer kompakter Halo-Objekte treibt. Nach dieser Theorie können ursprüngliche Schwarze Löcher die Quelle dunkler Materie sein. Die Beobachtung zweier amerikanischer Wissenschaftler der University of California in Berkeley lässt Zweifel an dieser Theorie aufkommen.
Im Februar 2016 kündigten Wissenschaftler des Laser Interferometric Gravitational Wave Observatory (LIGO) eine neue Ära in der Astronomie an. Forscher haben zum ersten Mal vorhergesagte Gravitationswellen entdeckt, die von einem Paar kollidierender Schwarzer Löcher erzeugt werden. Abgesehen von der erstaunlichen Natur der Entdeckung selbst hat die Entdeckung von Gravitationswellen die alte Theorie wiederbelebt, dass dunkle Materie eine Ableitung von massiven astrophysikalischen kompakten Halo-Objekten (MACHOs) ist, ultradichten Objekten, die kein Licht emittieren.
Nach modernen Annahmen kann dunkle Materie bis zu 85 Prozent des Volumens aller Materie im Universum ausmachen, aber die Physiker haben diese Materie noch nicht entdeckt und wissen daher nicht, was sie ist. Das Thema der Existenz dunkler Materie wurde aktiv diskutiert, nachdem die amerikanische Astronomin Vera Rubin in den 70er Jahren die Rotationskurven von Galaxien untersuchte und Diskrepanzen zwischen der vorhergesagten Kreisbewegung von Galaxien und der beobachteten Bewegung aufdeckte (Sterne am Rand von Galaxien sollten sich langsamer drehen als solche, die näher sind zum galaktischen Zentrum, aber die Beobachtung zeigte, dass die Rotationsgeschwindigkeit des äußeren und inneren Sterns tatsächlich gleich war). Diese als "Galaxienrotationsproblem" bekannte Tatsache ist zu einem der Hauptbeweise für die Existenz dunkler Materie geworden. Die Frage, obWelche dunkle Materie bleibt und bleibt offen.
In den nächsten Jahrzehnten wurden viele Kandidaten für die Rolle der Dunklen Materie vorgeschlagen. Am beliebtesten sind heute Partikel wie Axionen oder schwach wechselwirkende Partikel. Objekte (insbesondere Schwarze Löcher), die einige Jahrzehnte zuvor von der MACHO-Theorie vorgeschlagen wurden, wurden jedoch als Hauptquelle für dunkle Materie angesehen. Nach dieser Theorie besteht dunkle Materie tatsächlich aus baryonischen Teilchen (Teilchen gewöhnlicher Materie, die gesehen werden können), die sich im interstellaren Raum bewegen, keinem Planetensystem zugeordnet sind und praktisch (oder vollständig) keine Energie emittieren. Nach der Theorie kann MACHO Neutronensterne, Braune Zwerge, Waisenplaneten und ursprüngliche Schwarze Löcher darstellen, die kurz nach dem Urknall auftraten.
In den 90er Jahren geriet die Theorie der MACHO-Objekte aus der Mode. Wissenschaftler haben ihre Suche nach der Quelle dunkler Materie in Partikeln konzentriert, aber die jüngste Entdeckung von LIGO hat das Interesse an Schwarzen Löchern als mögliche Erklärung für unsichtbare dunkle Materie wiederbelebt.
Da MACHO-Objekte nach der Theorie keine Energie abgeben, sind diese Objekte für den Betrachter "dunkel", dh unsichtbar. Auf dieser Grundlage erwarteten die Forscher, sie mithilfe des Effekts der Gravitationsmikrolinse zu erkennen. Dies ist das Phänomen der Krümmung der Lichtwellen des beobachteten Objekts in Bezug auf den Beobachter aufgrund des sehr starken Gravitationsfeldes sehr dichter und massiver Objekte, die sich zwischen dem beobachteten Objekt und dem Beobachter befinden. Dieser Effekt kann die Helligkeit von Sternen, die sehr weit von uns entfernt sind, erheblich erhöhen und es uns ermöglichen, Objekte zu sehen, die mit herkömmlichen Beobachtungsmethoden nicht gesehen werden können. Die Rolle von Gravitationslinsen können beispielsweise Galaxien, galaktische Cluster und auch Schwarze Löcher spielen.
Die Physiker Miguel Tsumalakraregi und Urosh Selyak von der University of California in Berkeley haben anspruchsvolle Analysen von Daten aus 740 Supernova-Explosionen - extrem hellen Sternexplosionen - durchgeführt, um den Beitrag primordialer Schwarzer Löcher zur Krümmung und Verstärkung des Supernova-Lichts zu verfolgen. Supernova-Explosionen werden häufig von Astronomen verwendet, um Entfernungen im Universum zu messen, da diese Objekte eine unglaubliche Helligkeit aufweisen, die sehr langsam abnimmt und Berechnungen ermöglicht. Die Forschung wird in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
Wissenschaftler gingen davon aus, dass in mindestens 8 der 740 beobachteten Supernovae eine Helligkeitsabweichung von mehreren Zehntel Prozent zu finden ist, die auf die Wirkung der Mikrolinse auf Schwarze Löcher hinweist und durch die Masse der unsichtbaren dunklen Materie erklärt wird. Wissenschaftler haben jedoch keine einzige Abweichung gefunden, die auf eine Mikrolinse an einem Schwarzen Loch hinweist.
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Die Ergebnisse der Studie schließen Schwarze Löcher als Quellen dunkler Materie nicht aus, begrenzen jedoch ihren Beitrag zu ihrem Volumen im Universum erheblich. Es wird geschätzt, dass schwarze Löcher, selbst wenn sie zu den mit dunkler Materie verbundenen Phänomenen beitragen, nicht mehr als 40 Prozent betragen. Den Autoren zufolge haben sie die Ergebnisse einer vollständigeren Analyse, die mehr als 1.000 Supernovae umfasste, bereits veröffentlicht und haben sie noch nicht veröffentlicht und zwingt sie, diese Zahl weiter zu senken - auf maximal 23 Prozent.
„Wir sind wieder bei den normalen Diskussionen. Was ist dunkle Materie? Es sieht so aus, als hätten wir keine guten Optionen mehr. Dies ist eine Herausforderung für die nächsten Generationen “, sagt Professor Urog Selyak.
