Die größte Versteckspiel-Nummer im All
Stell dir vor: 85 Prozent aller Materie im Universum ist unsichtbar. Kein Licht fällt darauf, keine Hand kann sie greifen. Trotzdem wissen wir, dass sie existiert. Denn sie zieht mit ihrer Schwerkraft an allem, was wir sehen können. Forscher nennen das Zeug Dunkle Materie. Und sie rätseln seit Jahrzehnten daran.
Das Frustrierende daran: Wir haben keine Ahnung, was das eigentlich ist. Wie Fußabdrücke im Sand, aber ohne den Fuß, der sie hinterlassen hat.
Schwarze Löcher als Detektive
Jetzt gibt es eine neue Idee: Vielleicht können uns gerade die extremsten Objekte im Kosmos helfen – die schwarzen Löcher. Ein Team von Physikern aus MIT und mehreren europäischen Unis hat sich genau das überlegt.
Wenn zwei Schwarze Löcher aufeinander zu spiralen und verschmelzen, erzeugen sie winzige Wellen im Raum-Zeit-Gefüge. Diese Gravitationswellen sind wie die Kreise, die ein Stein im Wasser zieht. Seit ein paar Jahren fangen Messgeräte auf der Erde solche Wellen ein.
Und jetzt kommt der Trick: Wenn diese Schwarzen Löcher vorher durch eine Wolke Dunkler Materie geflogen sind, könnte die Wolke Spuren in den Wellen hinterlassen. Die Wellen tragen dann eine Art Fingerabdruck mit sich.
Der Superradianz-Effekt
Dafür braucht es einen besonderen Mechanismus: Superradianz. Klingt nach Superhelden-Kraft, ist aber Physik pur.
Dunkle Materie könnte aus winzigen Teilchen bestehen, die sich wie Wellen verhalten. Kommen sie in die Nähe eines schnell drehenden Schwarzen Lochs, überträgt sich Energie von der Rotation auf diese Wellen. Die Dunkle Materie verdichtet sich dadurch. Wie Sahne, die zu Butter wird, wenn man sie lange schlägt.
Diese dichte Wolke könnte dann das Muster der Gravitationswellen verändern, die beim Zusammenstoß entstehen. Die Dunkle Materie würde die Wellen quasi „markieren“.
Große Simulationen und echte Daten
Die Forscher haben genau das simuliert. Sie haben Hunderte von Szenarien am Computer durchgespielt – mit unterschiedlichen Massen der Schwarzen Löcher und verschiedenen Dichten der Dunkleren Materie.
Danach Vergleich mit der Praxis: Sie haben die simulierten Signaturen mit den echten Gravitationswellen verglichen, die LIGO, Virgo und KAGRA bisher erfasst haben. Von den 28 klarsten Signalen passten 27 perfekt zu normalen Zusammenstößen ohne Dunkle Materie.
Nur eines fiel auf: GW190728.
Das seltsame Signal
Bei diesem Signal vom Sommer 2019 trafen zwei Schwarze Löcher mit zusammen etwa 20 Sonnenmassen aufeinander. Die Wellenform passte nicht ganz zum gewöhnlichen Muster. Die Forscher halten es für möglich, dass eine Wolke Dunkler Materie mit im Spiel war.
Noch ist das kein Beweis. Eher ein Hinweis, der weiterverfolgt werden muss. Wie eine verdächtige Fälschung,需要 weiterer Tests.
Neue Jagdmethoden eröffnen sich
Bislang suchen Wissenschaftler nach Dunkler Materie, indem sie empfindliche Detektoren tief unter der Erde installieren. Jetzt gibt<|eos|>