Wackelnder Mars könnte das Rätsel um dunkle Materie lösen

Können winzige schwarze Löcher das Rätsel der Dunklen Materie lösen? MIT-Physiker schlagen vor, dass diese hypothetischen Objekte durch unser Sonnensystem rasen und dabei die Mars­um­lauf­bahn beeinflussen - ein Effekt, den wir mög­li­cher­wei­se messen können.

Hypothese: Mars-Veränderungen durch schwarze Löcher

Dunkle Materie macht etwa 80 Prozent der Materie im Universum aus, ist aber bisher nicht direkt nachweisbar. Eine faszinierende Theorie besagt, dass sie aus mikroskopischen schwarzen Löchern bestehen könnte, die kurz nach dem Urknall entstanden sind. Diese sogenannten primordialen schwarzen Löcher könnten so klein wie ein Atom, aber so schwer wie große Asteroiden sein.

MIT-Forscher haben nun berechnet, dass solche Objekte etwa alle zehn Jahre durch unser inneres Sonnensystem fliegen könnten. Dabei würden sie die Umlaufbahn des Mars geringfügig stören. "Dank jahrzehntelanger Präzisionstelemetrie kennen Wissenschaftler die Entfernung zwischen Erde und Mars mit einer Genauigkeit von etwa 10 Zentimetern", sagt Studienautor David Kaiser, Professor für Physik am MIT. "Wir nutzen diese hoch-instrumentierte Region des Weltraums, um nach einem kleinen Effekt zu suchen."


Die Wissenschaftler simulierten verschiedene Vorbeiflüge und fanden heraus, dass ein primordiales schwarzes Loch, das innerhalb einiger hundert Millionen Kilometer am Mars vorbeifliegt, dessen Umlaufbahn um etwa einen Meter verschieben könnte. Diese winzige Änderung wäre mit heutiger Technologie laut den Berechnungen des Teams messbar.

Kleinigkeiten messen

Um ihre Theorie zu verfeinern, planen die Forscher jetzt umfangreiche Simulationen. "Wir arbeiten daran, eine große Anzahl von Objekten zu simulieren und ihre Bewegungen über lange Zeiträume zu verfolgen", sagt Mitautorin Sarah Geller. Dabei sollen auch die Bahnen gewöhnlicher Weltraumfelsen berücksichtigt werden, um sie von den Effekten primordialer schwarzer Löcher unterscheiden zu können.

Eine solche Entdeckung könnte die Dunkle-Materie-Forschung revolutionieren. Bisher konzentrierten sich Experimente auf der Erde darauf, hypothetische Teilchen nachzuweisen - bislang ohne Erfolg. Der neue Ansatz nutzt stattdessen die Präzisionsmessungen in unserem Sonnensystem. Er verbindet so Astrophysik, Planetenwissenschaft und Kosmologie auf innovative Weise.

Allerdings gilt auch: Die "primordiale schwarzen Löcher"-Hypothese steht vor großen Herausforderungen, darunter die vorhergesagte Verdampfung kleiner schwarzer Löcher durch Hawking-Strahlung und das Fehlen schlüssiger Beobachtungsnachweise aus Gravitationslinseneffekten und kosmischen Mikrowellenhintergrundstudien.


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