Was spricht gegen die Vermutung, dass der Großteil dunkler Materie in relativ kleinen Schwarzen Löchern gefangene Materie sein könnte?

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2 Antworten

Hallo grtgrt,

die Frage zielt ja im Wesentlichen darauf ab, ob zur Erklärung der DM eine bislang unbekannte Materieform nötig ist oder ob wir mit der "normalen" baryonischen Materie hinkommen: Versteckt sich genug baryonische Materie in (optisch) unbeobachtbaren Objekten wie Schwarzen Löchern, Planeten oder Braunen Zwergen... selbst die Neutrinos muss man noch berücksichtigen, auch wenn die aus einer anderen Kategorie von Objekten stammen.

Astrophysiker sind sich heute sehr sicher, dass diese normale Materie nicht reicht. Dass sie einen Beitrag leistet zur DM, ist klar. Aber es sieht danach aus, dass die baryonische Materie bei weitem nicht reicht, um die beobachteten Effekte zu erklären.

Diese Aussage stammt nicht aus der Suche nach solchen Objekten(obwohl man das auch macht: Stichwort Mikrolinseneffekt), sondern aus der kosmischen Hintergrundstrahlung. Tatsächlich kann man aus den Anisotropien der CMB abschätzen, wie viel baryonische Materie im Universum vorhanden ist. Und hat damit auch eine Obergrenze für den Beitrag, den nicht sichtbare baryonische Materie zur DM leisten kann. Und das ist halt zu wenig.

Florian Freistetter hat das im 4. Teil seiner Artikelserie zur DM recht anschaulich erklärt:

http://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2013/06/22/dunkle-welten-iv-dunkle-materie-und-deuterium/?all=1

Ich zitiere das mal:

"

Die Strahlung, die wir heute noch aus dieser Ära beobachten können, zeigt uns, wie die Materie zu diesem frühen Zeitpunkt im Universumverteilt war. Die Lichtteilchen, die Photonen, werden bei ihrem Weg vonder Verteilung der Materie beeinflusst. Außerdem hängt die Anzahl der Lichtteilchen von der Menge der vorhandenen Materie ab. Es gibt nunzwei Wege, wie wir die Photonendichte im frühen Universum bestimmen können. Einmal durch die Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung. Das können wir mittlerweile ziemlich gut und exakt.

Wir können aber auch über den Umweg des Deuteriums oder des Helium-3
wie oben beschrieben die Baryonendichte berechnen und daraus dann die Menge an Photonen bestimmen. Diese Methode sagt uns, wie viele Photonen aufgrund der normalen Materie vorhanden sein müssen. Die Messung der kosmischen Hintergrundstrahlung sagt uns, wie viele Photonen aufgrund der gesamten Materie im Universum da sein muss. Wenn die normale Materie tatsächlich alles ist, was an Materie existiert, dann sollten beide Ergebnisse halbwegs übereinstimmen.

Tun sie aber nicht. Die Ergebnisse sagen wieder genau das, was auch
schon die Galaxienbeobachtungen von Fritz Zwicky und Vera Rubin gesagt haben: Die normale Materie ist bei weitem nicht alles. Es muss noch sehr viel mehr “andere” Materie geben. Dunkle Materie.
"

Grüße

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Kommentar von uteausmuenchen
05.05.2016, 13:29

Danke für das Sternchen!! Ich freu' mich

=)

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Ein schwarzes Loch entsteht ja nicht einfach aus dem Nichts. Welches Entstehungsszenario schlägst du denn für die Mini-Löcher vor? Schwarze Löcher, die durch Supernovae entstehen haben zumindest mehrere Sonnenmassen, andere Entstehungsmechanismen sind mir nicht bekannt.

Außerdem würden kleine schwarze Löcher messbare Hawkingstrahlung aussenden (die Temperatur ist indirekt proportional zur Masse). Für ein schwarzes Loch, das so schwer ist wie die Erde, wäre die Temperatur im Bereich eines Kelvins. Für eins, das so schwer ist wie ein großer Asteroid sind es schon Tausende von Kelvin. Mikroskopische schwarze Löcher haben eine noch viel höhere Temperatur.

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