{"id":26138,"date":"2021-04-19T07:52:54","date_gmt":"2021-04-19T05:52:54","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2021\/04\/19\/die-bewegung-von-neptun-liefert-hinweise-auf-schwarze-loecher-vom-anfang-der-zeit\/"},"modified":"2025-05-14T16:54:56","modified_gmt":"2025-05-14T14:54:56","slug":"die-bewegung-von-neptun-liefert-hinweise-auf-schwarze-loecher-vom-anfang-der-zeit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2021\/04\/19\/die-bewegung-von-neptun-liefert-hinweise-auf-schwarze-loecher-vom-anfang-der-zeit\/","title":{"rendered":"Die Bewegung von Neptun liefert Hinweise auf Schwarze L\u00f6cher vom Anfang der Zeit"},"content":{"rendered":"

Ok. „Schwarze L\u00f6cher vom Anfang der Zeit“ klingt ein wenig dramatisch. Aber deutlich besser als „primordiale schwarze L\u00f6cher“. Und primordiale schwarze L\u00f6cher sind genau genommen auch nichts anderes als schwarze L\u00f6cher vom Anfang der Zeit. Es sind keine schwarzen L\u00f6cher, die aus dem Kollaps gro\u00dfer Sterne resultieren. Sondern eben schwarze L\u00f6cher, die unmittelbar nach dem Urknall entstanden sind; bevor sich noch irgendwas anderes bilden konnte. Unmittelbar nach der Entstehung des Universums vor 13,8 Milliarden Jahren war der Kosmos noch klein und voll mit Materie. Keine Sterne, keine Galaxien, kein sonstwas; es gab nur Elementarteilchen und Energie. Und es gab Quantenfluktuationen, die daf\u00fcr gesorgt haben, dass diese Materie nicht v\u00f6llig gleichm\u00e4\u00dfig verteilt war. In manchen Regionen des Universums war dadurch zuf\u00e4llig so viel mehr Materie enthalten, dass die kritische Dichte zur Bildung eines schwarzen Lochs \u00fcberschritten war. Im fr\u00fchen Universum entstanden dadurch jede Menge „primordiale schwarze L\u00f6cher“ die so auch deutlich kleinere Massen haben k\u00f6nnen, als die schwarzen L\u00f6cher, die wir bis jetzt beobachtet haben. <\/p>\n

Das zumindest ist die Theorie. Wir wissen nicht, ob das wirklich so passiert ist, denn bis jetzt haben wir die Existenz primordialer schwarzer L\u00f6cher nicht zweifelsfrei nachgewiesen. Wir haben noch keine „kleinen“ L\u00f6cher entdeckt. Aber immerhin indirekte Hinweise, dass es sie geben k\u00f6nnte<\/a>. Und so lange wir noch auf der Suche sind, kann es nicht schaden, zu wissen, wonach man suchen sollte. Es gibt diverse Methoden, mit denen man die zu erwartenden Eigenschaften primordialer schwarzer L\u00f6cher einschr\u00e4nken kann. Direkt sehen kann man sie nat\u00fcrlich nicht. Aber sie \u00fcben ebenso nat\u00fcrlich eine Gravitationskraft aus. Auf diese Weise k\u00f6nnen sie als Gravitationslinsen<\/a> wirken; sie k\u00f6nnen also durch die von ihnen verursachte Raumkr\u00fcmmung das Licht von Sternen oder Galaxien verst\u00e4rken beziehungsweise ver\u00e4ndern. Auf diese Weise wurden schon schwarze L\u00f6cher „beobachtet“ (aber auch diverse andere Entdeckungen gemacht) und mit dieser Methoden kann man zumindest einschr\u00e4nken, wie viele primoridiale schwarze L\u00f6cher es gibt. Denn man kann ja absch\u00e4tzen, wie viele Gravitationslinsenereignisse man bei einer bestimmten Beobachtungskampagne sehen sollte, wenn die H\u00e4ufigkeit primordialer schwarzer L\u00f6cher einen gewissen Wert hat. Und je nachdem was man dann tats\u00e4chlich beobachtet, l\u00e4sst sich dieser Wert dann entsprechend korrigieren.<\/p>\n

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Neptun: Ein gro\u00dfer Detektor f\u00fcr schwarze L\u00f6cher (Bild: NASA\/JPL<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

Es gibt aber auch andere Wege! Die Astronomie war schon immer recht gut darin, aus der Beobachtung dessen, was sichtbar ist, auf das zu schlie\u00dfen, was man nicht sehen kann. Die beste Geschichte dar\u00fcber ist die Entdeckung des Planeten Neptun<\/a>. Im 19. Jahrhundert war dieser Himmelsk\u00f6rper unbekannt. Aber man konnte den Uranus sehen. Und sah, dass seine Bewegung nicht so ablief, wie sie es sollte. Etwas musste die Bewegung des Uranus beeinflussen und aus den beobachtbaren St\u00f6rungen hat man die Eigenschaften des unsichtbaren St\u00f6rers geschlo\u00dfen. Der dann dank dieser Vorhersagen auch tats\u00e4chlich entdeckt werden konnte: Neptun. <\/p>\n

Genau diesen \u00e4u\u00dfersten Planeten des Sonnensystems haben nun Amir Siraj und Abraham Loeb benutzt, um die H\u00e4ufigkeit primordialer schwarzer L\u00f6cher abzusch\u00e4tzen („Constraining Primordial Black Holes Based on The Dynamics of Neptune“<\/a>). Neptun hat eine sehr geringe Exzentrizit\u00e4t; bewegt sich also auf einer fast exakten Kreisbahn um die Sonne. Die Exzentrizit\u00e4t ist aber auch ein sehr guter Anzeiger f\u00fcr gravitative St\u00f6rungen: W\u00fcrde da etwas den Neptun regelm\u00e4\u00dfig zu nahe kommen, dann w\u00fcrde man das an seiner zunehmenden Exzentrizit\u00e4t merken. Siraj und Loeb haben also einfach berechnet, wie viele primordiale schwarze L\u00f6cher es h\u00f6chstens geben darf, so dass Neptun im Laufe der vergangenen 4,5 Milliarden Jahren (also seit das Sonnensystem entstanden ist) nicht zu sehr gest\u00f6rt worden ist. Das Resultat sieht so aus:<\/p>\n

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Bild: Siraj & Loeb, 2021<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Auf der x-Achse ist die Masse der potenziellen schwarzen L\u00f6cher aufgetragen. Auf der y-Achse der Anteil, den primoridale schwarze L\u00f6cher an der dunklen Materie haben k\u00f6nnen. Dar\u00fcber habe ich bis jetzt noch nicht gesprochen: Denn primordiale schwarze L\u00f6cher k\u00f6nnten ja prinzipiell auch Teil der Dunklen Materie sein<\/a>. Also der gravitativ wirksamen Masse deren Auswirkungen wir \u00fcberall beobachten k\u00f6nnen, f\u00fcr die wir aber keine beobachtbare Entsprechung finden. Masse, die da ist, aber nicht direkt sichtbar: Eine Definition, die auf primordiale schwarze L\u00f6cher durchaus zutrifft. Wir wissen, dass nicht die komplette dunkle Materie daraus bestehen kann. Aber ein Teil vielleicht schon (sofern sie \u00fcberhaupt existieren). Welchen Teil sie ausmachen k\u00f6nnen, gibt die y-Achse an. Die blau markierten Bereiche im Diagramm wurden schon von anderen Beobachtungskampagnen (\u00fcber den Gravitationslinseneffekt) ausgeschlossen; der rote Bereich zeigt die Einschr\u00e4nkungen aus der Bewegung des Neptun an.<\/p>\n

Dank Neptun wissen wir nun also ein wenig besser als vorher, welche Eigenschaften die primordialen schwarzen L\u00f6cher haben k\u00f6nnten. Ob sie existieren, wissen wir dadurch aber nat\u00fcrlich immer noch nicht. Das wird sich erst \u00e4ndern, wenn wir irgendwann einmal so ein Objekt konkret nachweisen. \"\"<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ok. „Schwarze L\u00f6cher vom Anfang der Zeit“ klingt ein wenig dramatisch. Aber deutlich besser als „primordiale schwarze L\u00f6cher“. Und primordiale schwarze L\u00f6cher sind genau genommen auch nichts anderes als schwarze L\u00f6cher vom Anfang der Zeit. Es sind keine schwarzen L\u00f6cher, die aus dem Kollaps gro\u00dfer Sterne resultieren. Sondern eben schwarze L\u00f6cher, die unmittelbar nach dem […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":12194,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[1068,1454,492,66,437,11788,468],"class_list":["post-26138","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-naturwissenschaften","tag-abrahem-loeb","tag-amir-siraj","tag-gravitationslinse","tag-himmelsmechanik","tag-neptun","tag-primordiale-schwarze-loecher","tag-schwarzes-loch"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26138","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26138"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26138\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":26140,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26138\/revisions\/26140"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/12194"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26138"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26138"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26138"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}