Schwarze Löcher könnten die geheimnisvolle Kraft sein, die das Universum ausdehnt
Die Gravitation des Schwarzen Lochs lenkt das Licht ab und lässt es verzerrt erscheinen.
(Bild: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman)
Es klingt paradox: Schwarze Löcher, bekannt als kosmische Massemonster, sollen das All auseinandertreiben. Die Forscher haben nun Hinweise dafür gefunden.
Seit fast 14 Milliarden Jahren dehnt sich unser Universum aus. Doch statt sich zu verlangsamen, wie es die Gesetze der Physik nahelegen, dehnt es sich immer schneller aus. Die Forscher stehen vor einem Rätsel: Was treibt diese beschleunigte Ausdehnung an? Die geheimnisvolle Kraft heißt "Dunkle Energie" und macht etwa 70 Prozent des Universums aus.
Gravitationskollaps am Ursprung der Dunklen Energie?
Eine neue Theorie bringt nun Schwarze Löcher als mögliche Quelle der Dunklen Energie ins Spiel. "Wenn man sich fragt, wo wir im späteren Universum eine ähnlich starke Gravitation sehen wie am Anfang des Universums, dann ist die Antwort: im Zentrum von Schwarzen Löchern", erklärt Gregory Tarlé, Professor für Physik an der University of Michigan und Mitautor einer aktuellen Studie.
"Es ist möglich, dass sich beim Gravitationskollaps eines massereichen Sterns seine Materie wieder in Dunkle Energie verwandelt - wie ein kleiner Urknall rückwärts", so Tarlé.
Wachsende Schwarze Löcher und beschleunigte Expansion
In ihrer im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics veröffentlichten Studie untermauern die Forscher diese Hypothese mit Daten des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). "Wenn Schwarze Löcher Dunkle Energie enthalten, können sie sich an das expandierende Universum ankoppeln und mit ihm wachsen, was die Expansion beschleunigt", sagt Hauptautor Kevin Croker von der Arizona State University.
Die Daten aus dem ersten Jahr der auf fünf Jahre angelegten DESI-Messungen deuten darauf hin, dass die Dichte der Dunklen Energie mit der Zeit zunimmt. Dies stimmt mit der Zunahme der Anzahl und Masse der Schwarzen Löcher überein.
Verknüpfung von Schwarzen Löchern und Dunkler Energie
Das Forscherteam verglich die DESI-Daten mit der Zahl der Schwarzen Löcher, die im Laufe der Geschichte des Universums beim Tod massereicher Sterne entstanden sind. "Die beiden Phänomene stimmten überein - als beim Tod massereicher Sterne neue Schwarze Löcher entstanden, nahm die Menge an Dunkler Energie im Universum in der richtigen Weise zu", erklärt Duncan Farrah, Physikprofessor an der University of Hawai'i und Mitautor der Studie.
Die Arbeit ergänzt eine wachsende Zahl von Studien, die die Möglichkeit einer kosmologischen Kopplung in Schwarzen Löchern untersuchen. Eine Studie aus dem Jahr 2023 berichtete über eine solche Kopplung in supermassiven Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien und ermutigte andere Teams, nach diesem Effekt in Schwarzen Löchern an allen möglichen Orten im Universum zu suchen.
Neue Ära in der Erforschung der Dunklen Energie
Die Forscher betonen, dass die Frage, ob Schwarze Löcher Dunkle Energie sind und mit dem sie umgebenden Universum gekoppelt sind, keine rein theoretische mehr ist. "Das ist jetzt eine experimentelle Frage", sagt Tarlé. Die Arbeit markiert einen Wendepunkt in der Erforschung der Dunklen Energie.