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Schwarze Löcher · PBH
Primordiales Schwarzes Loch
Geboren in der ersten Sekunde des Universums — und vielleicht noch immer da.
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Was ist ein Primordiales Schwarzes Loch?

Ein primordiales Schwarzes Loch wäre im ersten Sekundenbruchteil nach dem Urknall entstanden, als das Universum dicht genug war, dass gewöhnliche Dichteschwankungen direkt zu Schwarzen Löchern kollabieren konnten — ganz ohne Stern. Bestätigt wurde keines, doch sie bleiben eine der interessantesten offenen Fragen der Kosmologie.

Jedes andere Schwarze Loch hat eine von der Sternphysik gesetzte Massenuntergrenze: Man braucht mindestens einige Sonnenmassen kollabierten Kerns. Primordiale Schwarze Löcher haben diese Grenze nicht. Aus dem Kollaps überdichter Regionen des frühen Universums entstanden, könnten sie im Prinzip einen enormen Bereich abdecken, von weit unter Asteroidenmasse bis zu Tausenden Sonnenmassen, mit Horizonten von kleiner als ein Atom bis zu Kilometern.

Das macht sie zu Kandidaten für die Dunkle Materie. Eine Population primordialer Schwarzer Löcher von Asteroidenmasse wäre unsichtbar, gravitativ korrekt und bestünde aus nichts Exotischem. Der größte Teil des möglichen Massenbereichs wurde durch Beobachtungen geschlossen — Mikrolinsen-Durchmusterungen, der kosmische Mikrowellenhintergrund, das Überleben von Sternhaufen —, doch ein Fenster um 10^17 bis 10^22 Kilogramm bleibt hartnäckig offen.

Sie bringen außerdem eine eingebaute Uhr mit. Stephen Hawking zeigte 1974, dass Schwarze Löcher strahlen, mit einer Temperatur umgekehrt proportional zur Masse — kleine verdampfen also. Ein Schwarzes Loch, das mit rund 10^12 Kilogramm entstand, würde gerade jetzt seine Verdampfung abschließen und in einem Gammastrahlenausbruch enden. Die Suche nach genau dieser Signatur blieb bislang leer. Das Modell zeigt, wie ein Objekt ohne Akkretionsscheibe aussieht: reine Geometrie, sichtbar nur als Loch im Himmel, das das Sternenlicht um sich herum biegt.

Entstanden< 1 s nach dem Urknall
Massenbereich10^-8 bis 10^5 M(Sonne)
BestätigtNoch keines
Auf einen Blick
Masse
10^-8 - 10^5 M(Sonne)
Radius
vom Atom bis zu Kilometern
Temperatur
Hawking-Glühen
Lebensdauer
von der Masse bestimmt
Häufige Fragen

Was ist ein primordiales Schwarzes Loch?

Ein hypothetisches Schwarzes Loch, das in den extrem dichten Bedingungen des frühen Universums innerhalb der ersten Sekunde nach dem Urknall entstand, statt aus dem Kollaps eines Sterns. Bestätigt wurde keines.

Könnten sie die Dunkle Materie sein?

Möglicherweise. Der größte Teil des Massenbereichs wurde durch Mikrolinsen und andere Beobachtungen ausgeschlossen, aber ein Fenster um Asteroidenmassen bleibt gangbar und wird aktiv geprüft.

Was ist Hawking-Strahlung?

Eine schwache thermische Emission, die Stephen Hawking 1974 vorhersagte und die aus Quanteneffekten am Ereignishorizont folgt. Ihre Temperatur ist umgekehrt proportional zur Masse, also verdampfen kleine Schwarze Löcher, während große praktisch ewig sind.

Wie lange braucht ein Schwarzes Loch zum Verdampfen?

Die Zeit skaliert mit der dritten Potenz der Masse. Eines von rund 10^12 Kilogramm verdampft in etwa dem heutigen Alter des Universums; eines von Sternmasse bräuchte um die 10^67 Jahre, weit länger, als das Universum existiert.

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