Könnte unser Universum im Inneren eines Schwarzen Lochs entstanden sein? Diese Frage, die von einem Wissenschaftlerteam aufgeworfen wurde, stellt die Urknall-Theorie infrage. Ihr Vorschlag deutet darauf hin, dass unser Universum im Inneren eines riesigen Schwarzen Lochs entstanden sein könnte, das zu einem noch viel größeren Eltern-Universum gehört.
Die Urknall-Theorie hat zwar viele kosmologische Phänomene erklärt, lässt aber einige Fragen unbeantwortet. Dazu gehören die Natur der dunklen Energie und der dunklen Materie oder die Unvereinbarkeit zwischen allgemeiner Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Diese Rätsel veranlassen Forscher, nach Alternativen zu suchen, wie etwa die Idee eines Universums, das aus einem Schwarzen Loch hervorgegangen ist.
Die Studie basiert auf einer analytischen Lösung, die beschreibt, wie ein gravitativer Kollaps die Bildung einer Singularität vermeiden könnte. Stattdessen würde die Materie zurückprallen und eine Expansion auslösen, die dem Urknall ähnelt. Dieses Szenario stützt sich ausschließlich auf bekannte physikalische Gesetze und vermeidet die Einführung spekulativer Teilchen oder Kräfte.
Die Forscher erwähnen auch die mögliche Wechselwirkung zwischen Gravitation und dem Higgs-Feld. Unter extremen Bedingungen könnte diese Wechselwirkung das Verhalten der Gravitation verändern und die Entstehung einer Singularität verhindern. Diese Hypothese, obwohl in der aktuellen Studie nicht berücksichtigt, eröffnet Perspektiven für die Vereinigung von Gravitation und Quantenmechanik.
Das Modell sagt eine leicht positive räumliche Krümmung des Universums und die Existenz von Relikten wie primordialen Schwarzen Löchern voraus. Diese Vorhersagen könnten durch Beobachtungen überprüft werden, insbesondere mit dem James-Webb-Weltraumteleskop. Die Entdeckung solcher Relikte würde diese alternative Theorie erheblich stärken.
Wie kann ein Schwarzes Loch die Bildung einer Singularität vermeiden?
Im Rahmen der Quantenmechanik verbietet das Pauli-Prinzip, dass zwei Fermionen denselben Quantenzustand einnehmen. Dieses Prinzip erzeugt einen Druck, den sogenannten Entartungsdruck, der dem gravitativen Kollaps widerstehen kann.
Dieser Druck ist für die Stabilität von Weißen Zwergen und Neutronensternen verantwortlich. Bei einem Schwarzen Loch könnte er die Bildung einer Singularität verhindern, indem er ein Zurückprallen auslöst. Dieser Mechanismus bietet eine elegante Alternative zu den von der allgemeinen Relativitätstheorie vorhergesagten Singularitäten.
Modelle des kosmischen Rückpralls untersuchen diese Idee und legen nahe, dass das Universum vor seiner aktuellen Expansionsphase eine Kontraktionsphase durchlaufen haben könnte. Diese Theorien versuchen, die Gravitation mit den Quantenprinzipien in Einklang zu bringen, ohne auf ad-hoc-Modifikationen der physikalischen Gesetze zurückzugreifen.
Was ist dunkle Energie?
Dunkle Energie ist eine hypothetische Energieform, die etwa 68% des Universums ausmachen soll. Sie wird herangezogen, um die beschleunigte Expansion des Universums zu erklären. Im Gegensatz zur dunklen Materie hätte dunkle Energie eine abstoßende Wirkung, die der Gravitationskraft entgegenwirkt.
Ihre Existenz wird aus Beobachtungen entfernter Supernovae und der kosmischen Hintergrundstrahlung abgeleitet. Doch ihre genaue Natur bleibt eines der größten Rätsel der modernen Kosmologie. Die Theorien reichen von einer kosmologischen Konstante bis hin zu dynamischen Skalarfeldern.
Dunkle Energie stellt unser Verständnis der fundamentalen physikalischen Gesetze in Frage. Ihre Erforschung könnte eine neue Physik jenseits des Standardmodells und der allgemeinen Relativitätstheorie erfordern. Aktuelle Forschungen konzentrieren sich auf die präzise Messung ihrer Auswirkungen in verschiedenen kosmologischen Epochen.
Quelle: Physical Review D