Besteht Dunkle Materie Aus Schwarzen Mini-Löchern Des Urknalls?

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Dunkle materie kann tatsächlich eine zerstreuung ursprünglicher schwarzer löcher sein, die kurz nach dem urknall infolge von instabilitäten im higgs-feld entstand, laut einer neuen theorie.

Dunkle Materie, die mysteriöse Extramasse im Universum, die kein Licht ausstrahlt und dennoch eine Anziehungskraft ausübt, kann aus schwarzen Urlöchern bestehen, die mit dem Urknall entstanden sind.

Und diese Mini-Schwarzen Löcher können dem Higgs-Boson für ihre Geburt danken - zumindest nach einer neuen Theorie.

Diese Theorie, die am 23. März in der Zeitschrift Physical Review Letters beschrieben wurde, besagt, dass diese ungeheuren schwarzen Löcher aus Instabilitäten in dem Feld entstanden sind, aus dem das Higgs-Boson entsteht, das mysteriöse "God" -Partikel, das am Large Hadron Collider (LHC) entdeckt wurde.

"Grundsätzlich kann die Erklärung für die gesamte dunkle Materie gelten", sagte der Mitautor der Studie, Antonio Riotto, Physiker an der Universität Genf in der Schweiz.

Allerdings sind nicht alle überzeugt, einige Physiker sagen, dass diese schwarzen Urlöcher wahrscheinlich nicht alle dunklen Materie des Universums erklären.

Mini schwarze Löcher

Das Higgs-Boson entsteht als Welligkeit im sogenannten Higgs-Feld, das das Universum durchdringt und Partikeln ihre Masse gibt. Als das Higgs-Boson entdeckt wurde, war es etwa 126-mal schwerer als das Proton, leichter als viele Physiker es erwarteten. Nach einigen Berechnungen erkannten die Physiker, dass diese Masse implizierte, dass das Higgs-Feld möglicherweise nicht in seinem stabilsten Zustand ist. [Infografik: Werden die echten Higgs bitte aufstehen?]

Außerdem deutete die Masse der Higgs an, dass das instabile Higgs-Feld während der Inflation des frühen Universums, als die Materie unmittelbar nach dem Urknall nach außen raste, Quantenfluktuationen erfuhr, bei denen unterschiedliche Materiedichten in verschiedenen Bereichen des Feldes vorlagen.

Nach der neuen Studie bildeten diese Schwankungen kleine Raumtaschen, in denen die Massendichte so hoch war, dass sie in ein schwarzes Loch fiel.

Diese kleinen schwarzen Minilöcher hätten Massen um 10 Billionen Kilogramm - oder um die Masse des Mount Everest.

Die Theorie ist auf vielen Ebenen reizvoll: Dunkle Materie strahlt kein nachweisbares Licht aus; Schwarze Löcher auch nicht. Ursprüngliche Schwarze Löcher könnten, wenn sie existieren, ein physikalischer Beweis dafür sein, dass das Higgs-Feld nicht seine niedrigste mögliche Energie hat, sondern sich in einem quasi stabilen Zustand befindet. Die neue Theorie kann auch dunkle Materie erklären, ohne dass eine neue Physik erforderlich ist, die über das Standardmodell hinausgeht, das das Verhalten winziger subatomarer Teilchen beschreibt. [6 Implikationen des Findens eines Higgs-Boson-Partikels]

Wenn diese ursprungvollen schwarzen Löcher existieren, wie würden sie die Physiker finden? Würden sie heute genauso aussehen wie vor ihrer Geburt vor fast 14 Milliarden Jahren?

Im Laufe der Zeit hätten die Schwarzen Löcher immer mehr Masse angezogen und verschlungen, sagte Riotto WordsSideKick.com.

Es kann jedoch eine andere Kraft am Werk sein, die Masse aus diesen Schwarzen Löchern absaugt: Hawking-Strahlung. Stephen Hawking vermutete, dass Schwarze Löcher aufgrund von Quanteneffekten Partikel und Energie abgeben. Im Laufe der Zeit kann Hawking-Strahlung dazu führen, dass sie vollständig verdunsten. Je kleiner sie sind, desto schneller verschwinden sie. Diese Emissionen sind so leise und schwach, dass sie nie entdeckt wurden, obwohl die meisten Wissenschaftler glauben, dass sie existieren. Zwischen dem Erwerb von mehr Masse im Laufe der Zeit und dem Verlust durch Hawking-Strahlung im Laufe von 14 Milliarden Jahren könnten die Überreste ursprünglicher Schwarzer Löcher heute entweder winzig oder riesig sein.

Kontroverse Idee

Die Vorstellung, dass Schwarze Löcher heute die gesamte dunkle Materie des Universums ausmachen könnten, ist relativ umstritten. Physiker haben schwarze Löcher mit geringer Masse ausgeschlossen, weil nicht genug von ihnen entdeckt wurde, um die zusätzliche Masse im Universum zu erklären. Allerdings haben Physiker mittelgroße Schwarze Löcher nicht ausgeschlossen. Im Februar 2016 gab beispielsweise das Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) bekannt, dass zwei schwarze Löcher gefunden wurden, die 29 und 36 Mal so groß waren wie unsere Sonne. Ursprüngliche Schwarze Löcher in diesem Massenbereich wurden nicht ausgeschlossen, was einige Forscher hoffnungsvoll macht.

Einige Physiker bezweifeln jedoch, dass diese Himmelsobjekte einen Großteil der dunklen Materie im Universum erklären könnten.

"Angesichts dessen, was wir heute wissen, ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass die ursprünglichen schwarzen Löcher alle dunkle Materie sind", sagte Simeon Bird, ein Physiker an der University of California Riverside, zu WordsSideKick.com: "Aber es gibt keinen Grund, warum sie es nicht sein könnten 1 bis 10 Prozent davon, wie dieses Modell vermuten lässt. Der einfachste Weg, um zu zeigen, dass es wahr ist, wäre, ein ursprüngliches schwarzes Loch zu entdecken. "

Das Large Synoptic Survey Telescope, das derzeit in Chile im Bau ist, wäre ideal für die Suche nach diesen uralten schwarzen Löchern, fügte Bird hinzu.

Marc Kamionkowski, ein theoretischer Physiker an der Johns Hopkins University, der Abhandlungen zur Verteidigung von schwarzen Löchern als dunkler Materie verfasst hat, war ebenso umsichtig.

"Mein Vertrauen in die Idee, dass Schwarze Löcher die dunkle Materie ausmachen, wurde im vergangenen Jahr ein wenig erschüttert", sagte er, weil LIGO nicht genug Signaturen von Black Hole - Fusionen gefunden hat, um die Theorie zu rechtfertigen. " Szenario faszinierend. Diese neue Veröffentlichung, die einen Mechanismus für das frühe Universum für die Herstellung solcher Schwarzen Löcher bietet, ist daher sehr interessant. "

Ursprüngliche Schwarze Löcher sind immer noch hypothetisch, bis wir schwarze Löcher mit Massen unter unserer Sonne entdecken, und die von diesen Forschern vorgeschlagene Higgs-Feld-Erklärung ihrer Schöpfung kann nicht ohne sie nachgewiesen werden.

Nicht jeder glaubt wie diese Forscher, dass ursprüngliche schwarze Löcher und dunkle Materie ein und dasselbe sein könnten. Aber wie Kamionkowski 2017 zu Science sagte:

"Es ist eine verrückte Idee, aber jede Vorstellung von dunkler Materie ist eine verrückte Idee."

Ursprünglich veröffentlicht am Live-Wissenschaft.


Videoergänzungsan: Ein Sturm aus Dunkler Materie steuert direkt auf die Erde zu!.




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