1971 schlug der Physiker Stephen Hawking vor, dass es überall „kleine“ Schwarze Löcher geben könnte, die vom Urknall geschaffen wurden. Die Gewalt der schnellen Expansion nach dem Beginn des Universums hätte Materiekonzentrationen zu winzigen Schwarzen Löchern zusammenpressen können, die so klein sind, dass sie mit einem normalen Mikroskop nicht einmal gesehen werden können. Aber was wäre, wenn diese kleinen schwarzen Löcher überall wären, und tatsächlich, wenn sie den Stoff des Universums bilden? Ein neues Papier von zwei Forschern in Kalifornien schlägt diese Idee vor.
Schwarze Löcher sind Regionen des Weltraums, in denen die Schwerkraft so stark ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann, und werden normalerweise als große Raumflächen angesehen, wie beispielsweise die supermassiven Schwarzen Löcher im Zentrum von Galaxien. Es gibt keine Beobachtungsnachweise für Mini-Schwarze Löcher, aber im Prinzip könnten sie im gesamten Universum vorhanden sein.
Da Schwarze Löcher Schwerkraft haben, haben sie auch Masse. Aber mit kleinen schwarzen Löchern wäre die Schwerkraft schwach. Viele Physiker haben jedoch angenommen, dass die Schwerkraft selbst auf der kleinsten Skala, der Planck-Skala, ihre Stärke wiedererlangt.
Experimente am Large Hadron Collider zielen darauf ab, Mini-Schwarze Löcher zu entdecken, leiden jedoch daran, nicht genau zu wissen, wie sich ein Schwarzes Loch mit reduzierter Planck-Masse verhalten würde, sagen Donald Coyne von der UC Santa Cruz (jetzt verstorben) und DC Cheng von der Almaden Research Zentrum in der Nähe von San Jose.
Die Stringtheorie schlägt auch vor, dass die Schwerkraft im höherdimensionalen Raum eine stärkere Rolle spielt, aber nur in unserem vierdimensionalen Raum erscheint die Schwerkraft schwach.
Da diese Dimensionen nur auf der Planck-Skala wichtig werden, setzt sich die Schwerkraft auf dieser Ebene wieder durch. Und wenn dies der Fall ist, werden Mini-Schwarze Löcher zu einer Möglichkeit, sagen die beiden Forscher.
Sie untersuchten, welche Eigenschaften Schwarze Löcher in so kleinem Maßstab haben könnten, und stellten fest, dass sie sehr unterschiedlich sein könnten.
Schwarze Löcher verlieren Energie und schrumpfen dabei, verschwinden schließlich oder verdunsten. Dies ist jedoch ein sehr langsamer Prozess, und nur die kleinsten Rücklöcher hatten Zeit, sich in der 14-Milliarden-Jahr-Geschichte des Universums signifikant zu verdampfen.
Die Quantisierung des Raums auf dieser Ebene bedeutet, dass Mini-Schwarze Löcher auf allen Arten von Energieniveaus auftauchen können. Sie sagen die Existenz einer großen Anzahl von Schwarzen Lochpartikeln bei unterschiedlichen Energieniveaus voraus. Und diese Schwarzen Löcher könnten so häufig sein, dass vielleicht „alle Partikel unterschiedliche Formen stabilisierter Schwarzer Löcher sein können“.
"Auf den ersten Blick scheint das Szenario ... bizarr, ist es aber nicht", schreiben Coyne und Cheng. „Dies ist genau das, was zu erwarten wäre, wenn ein verdampfendes Schwarzes Loch einen Rest hinterlässt, der mit der Quantenmechanik übereinstimmt. Dies würde ein völlig neues Licht auf den Prozess der Verdampfung großer Schwarzer Löcher werfen, der sich dann im Prinzip möglicherweise nicht von den korrelierten Zerfällen unterscheidet von Elementarteilchen. "
Sie sagen, dass ihre Forschung mehr Experimente erfordert. Dies kann vom LHC kommen, der beginnen könnte, die Energien zu untersuchen, bei denen diese Art von Schwarzen Löchern erzeugt werden.
Original Papier.
Quelle: Technology Review
