Was haben Schwarze Löcher mit dem Urknall zu tun?

Nur wenige Millisekunden nach dem Urknall herrschte scheinbares Chaos im Universum. Während Teilchen miteinander verschmolzen und wieder zerbrachen, liefen unglaublich starke Druckwellen durch den frühen Kosmos. Sie pressten die Teilchen so eng gegeneinander, dass sich schwarze Löcher bildeten, heute von Astrophysikern als primordiale schwarze Löcher bezeichnet.

Welche Auswirkungen hatten diese Schwarzen Löcher auf die Bildung der ersten Sterne, etwa hundert Millionen Jahre später? Das Standardmodell geht davon aus, dass Schwarze Löcher damals durch ihre Anziehungskraft als Kondensationskerne die Bildung haloartiger Strukturen begünstigten, ähnlich wie Wolken aus Staubpartikeln entstehen. Das fördert die Sternentstehung, denn diese Strukturen dienten später als Gerüst, das der Materie half, sich zu den ersten Sternen und Galaxien zusammenzufinden. Ein Schwarzes Loch heizt jedoch das einfallende Gas auf. Dadurch bildet sich eine heiße Akkretionsscheibe um das Schwarze Loch, die wiederum das umgebende Gas ionisiert und erhitzt. Das ist ein Minuspunkt für die Sternentstehung, denn man braucht kühles, nicht heißes Gas, damit es sich so weit verdichten kann, dass schließlich die ersten Kernfusionen stattfinden und ein Stern zündet.

Supercomputersimulationen halfen bei der Untersuchung dieser kosmischen Frage – etwa auf dem Supercomputer Stampede2 des Texas Advanced Computing Center (TACC), das zur University of Texas in Austin gehört. “Wir haben herausgefunden, dass das Standardbild der Entstehung des ersten Sterns durch primordiale Schwarze Löcher nicht wirklich verändert wird”, sagt Boyuan Liu, Post-Doc an der Universität Cambridge. Liu ist der Hauptautor eines Papers, das in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht wurde. “Wir haben herausgefunden, dass sich diese beiden Effekte – die Erwärmung durch das Schwarze Loch und die Aussaat – fast gegenseitig aufheben und die Auswirkungen auf die Sternentstehung letztlich gering sind”, so Liu. Je nachdem, welcher Effekt überwiegt, kann die Sternentstehung durch primordiale Schwarze Löcher beschleunigt, verzögert oder verhindert werden. “Aus diesem Grund können primordiale Schwarze Löcher trotzdem wichtig sein”, fügt er hinzu.

Es gibt aber noch andere Effekte. Forschungen deuten auch darauf hin, dass die primordialen Schwarzen Löcher mit den ersten Sternen wechselwirkten und dabei Gravitationswellen erzeugten. “Sie könnten auch die Bildung von supermassiven schwarzen Löchern auslösen. Diese Aspekte wollen wir in Folgestudien untersuchen”, sagt Liu.

(Bild: zeber2010/depositphotos.com)

2 Comments

  • Rainer Kirmse , Altenburg Reply

    DUNKLES UNIVERSUM

    Am Anfang war der Urknall,
    um uns herum der Nachhall.
    Das Weltall in Expansion
    Milliarden Jahre nun schon.

    Es sind dabei die Galaxien
    einander rasant zu entflieh’n.
    Da ist keine Wende in Sicht,
    irgendwann geht aus das Licht.

    Dunkle Materie ist rätselhaft,
    dunkle Energie nicht minder.
    Das Wissen ist noch lückenhaft,
    man kommt nicht recht dahinter.

    Es braucht wohl wieder ein Genie,
    gar eine neue Theorie.
    Den Kosmos ganz zu versteh’n,
    wird noch etwas Zeit vergeh’n.

    DAS SCHWARZE LOCH

    Ein kosmisches Schwergewicht,
    zu keiner Diät bereit.
    Sternenstaub das Hauptgericht,
    verschmäht wird keine Mahlzeit.
    Die Materie superdicht,
    stark verbogen die Raumzeit.
    Dem Monster entkommt kein Licht,
    Gefängnis für die Ewigkeit.
    Der Ereignishorizont ist Grenze,
    dahinter ist einfach Sense.

    EINSTEIN RELATIV LYRISCH

    Zeit ist relativ,
    man hat sie leider nie.
    Einstein forschte intensiv,
    offenbarte sein Genie:
    Konstant bewegt sich das Licht,
    schneller geht es nunmal nicht.
    Ein weiteres Resultat: E = m c ²
    Er brachte die Raumzeit ins Spiel,
    eine Feldgleichung war das Ziel.
    Masse krümmt umgebenden Raum –
    Revolutionäres war gedacht,
    Wissenschaft vorangebracht.

    Rainer Kirmse , Altenburg

    Herzliche Grüße aus Thüringen

  • Rainer Kirmse , Altenburg Reply

    KOSMOLOGIE RELATIV LYRISCH

    Wir blicken zu den funkelnden Sternen
    in des Weltalls unendlichen Fernen.
    Dabei fragen wir uns so manche Nacht,
    wie wohl entstanden ist all diese Pracht.

    Wie fing das Universum an?
    Was ist am Multiversum dran?
    Urknall oder wie auch immer,
    keiner hat den rechten Schimmer.
    Aus einer Singularität
    das Duo Raum und Zeit entsteht.
    Von Nukleonen, winzig klein,
    zum größten Galaxienverein;
    wie es ablief, weiß Gott allein.
    Ein Fall für Albert Einstein.
    Weltbekannt sein Resultat
    E = m c ²
    Er postulierte die Raumzeit,
    den gekrümmten Raum als Neuheit.
    Einsteins geniale Gedanken
    brachten das Weltbild ins Wanken.
    Seine Relativitätstheorie,
    speziell wie allgemein, ein Meilenstein.

    Des Universums Architektur –
    Was ist der Sinn von allem nur?
    Wir sehen Sterne blau und rot,
    neugeboren, auch kurz vorm Tod;
    oder uns’rer Sonne ähnlich,
    mittelalt und leuchtend gelblich.
    Da gibt es Riesen und Zwerge
    verschiedenster Leuchtstärke;
    Solisten und Mehrfachsterne,
    im Innern Fusion der Kerne.

    Sterne entstehen und vergehen,
    das ist im All Normalgeschehen.
    Wir alle kommen von den Sternen,
    wo die Elemente geboren.
    Kein Atom in des Kosmos Fernen
    geht im großen Zyklus verloren.
    So werden in allen Galaxien
    Lebenskeime ihre Kreise zieh’n.

    Uns’re Galaxie ist eine von Milliarden,
    ein Spiralsystem, keine Besonderheit.
    Die Erde hatte die besten Karten,
    hier fand das Leben Geborgenheit.

    Aus toter Materie ging es hervor,
    strebte hin zu höchster Komplexität.
    Die Evolution wirkt als ein Motor,
    der einfach niemals ins Stocken gerät.

    Zahllose Arten entsteh’n und vergeh’n,
    bevor der Mensch betritt die Szenerie.
    Auch dessen Ende ist vorherzuseh’n,
    das ist die kosmische Dramaturgie.

    Wir sollten auf Erden nutzen die Zeit,
    zum Siege verhelfen der Menschlichkeit.
    Klima und Umwelt schützen, Raubbau beenden,
    das Anthropozän zum Guten wenden.
    Ökonomie und Ökologie im Verein,
    der Blaue Planet wird uns dankbar sein.

    Rainer Kirmse , Altenburg

    Herzliche Grüße aus der Skatstadt

Leave a Comment

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert

BrandonQMorris
  • BrandonQMorris

  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.

Astrophysik