Schwarze Löcher aus der Zeit vor dem Urknall? Wissenschaftler diskutieren, was die Singularität überstanden haben könnte
Schwarze Löcher könnten älter sein als das Universum. Das beschreibt zumindest ein neues Modell. Demnach könnte ein kosmischer Rückprall statt eines einmaligen Urknalls nachweisbare Spuren aus einer früheren Epoche hinterlassen haben.
Wissenschaftler diskutieren ein Szenario, in dem das Universum nicht aus der Singularität hervorging. Stattdessen könnte sich ein früherer Kosmos zunächst zusammengezogen, eine hohe, aber endliche Dichte erreicht und anschließend wieder ausgedehnt haben. Das Phänomen wird als Rückprall oder Bounce bezeichnet. Einige Schwarze Löcher, Gravitationswellen und Dichteschwankungen könnten diesen Übergang überstanden haben.
„Seit fast einem Jahrhundert verfolgen Kosmologen die Geschichte des Universums zurück bis zu einem einzigen dramatischen Moment, dem Urknall“, erklärt Professor Enrique Gaztañaga, Erstautor der Studie des Institute of Cosmology and Gravitation der University of Portsmouth und des Institute of Space Sciences in Barcelona. Das Standardmodell sei außerordentlich erfolgreich, löse aber einige Rätsel nicht: den Auslöser des Urknalls, die Inflation und die Natur der Dunklen Materie.
Uralte Relikte und frühe Strukturen
Die Arbeit knüpft an die Idee an, dass Quanteneffekte den Kollaps bei extremen Dichten abbremsen könnten. Ein entsprechender Druck würde verhindern, dass die Materie in einer Singularität endet, und stattdessen den Übergang von der Kontraktion zur Expansion ermöglichen. Ähnliche Quanteneffekte stabilisieren bereits Weiße Zwerge und Neutronensterne.
Nach den Berechnungen könnten kompakte Objekte und Störungen mit einer Größe von mehr als 90 Metern den Übergang überleben. Ein Teil der Schwarzen Löcher könnte während der Kontraktion entstanden sein. Andere könnten nach dem Rückprall aus besonders starken Dichteschwankungen hervorgegangen sein, wenn verdichtete Regionen unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabierten.
Damit wird eine mögliche Verbindung zu einem der größten ungelösten Probleme der Kosmologie eröffnet: der Dunklen Materie. Die unsichtbare Komponente verrät sich nur durch ihre Gravitation und überwiegt gewöhnliche Materie ungefähr im Verhältnis fünf zu eins. Eine genügend große Population solcher Relikt-Schwarzer-Löcher könnte einen erheblichen Teil oder sogar die gesamte Dunkle Materie erklären, sagen die Forschenden.
Beobachtungen könnten Theorie bestätigen
Auch, was das James-Webb-Weltraumteleskop beobachtet, könnte in diesem Rahmen interessant werden. Das Teleskop hat im jungen Universum unerwartet massereiche Objekte gefunden, darunter die berüchtigten kleinen roten Punkte (Little Red Dots). Einige davon werden mit schnell wachsenden Schwarzen Löchern in Verbindung gebracht. „Wenn massereiche Schwarze Löcher unmittelbar nach dem Rückprall bereits existierten, müsste das frühe Universum beim Aufbau der ersten Galaxien nicht bei null anfangen“, sagt Gaztañaga.
Die spekulative Idee lässt sich sogar überprüfen. Die Forscher erwarten mögliche Signaturen in Gravitationswellen sowie subtile Muster in der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung. Beide könnten Informationen aus einer Phase vor dem Urknall bewahrt haben.
„Es bleibt viel Arbeit, um diese Ideen zu prüfen“, sagt Gaztañaga. „Aber wenn das Universum tatsächlich einen Rückprall erlebt hat, könnten die dunklen Strukturen, die heute Galaxien formen, Überreste einer kosmischen Epoche sein, die dem Urknall vorausging.“ Die Studie liefert damit einen überprüfbaren Ansatz, der Schwarze Löcher, Gravitationswellen und Dunkle Materie in einem gemeinsamen Ursprungsszenario verbindet.
Artikelreferenz
Gaztañaga, E. (2026). Cosmological bounce relics: Black holes, gravitational waves, and dark matter. Physical Review D.