Ein Teilchen aus dem Weltraum könnte eine der seltsamsten Vorhersagen von Stephen Hawking bestätigen

Unter den Wassern des Mittelmeers, wo absolute Dunkelheit herrscht, hat ein unkonventionelles Teleskop etwas erfasst, das dort nicht sein sollte. Es war ein Blitz, der für das menschliche Auge unsichtbar, für Instrumente jedoch ohrenbetäubend war: Ereignis KM3-230213A. Dabei handelt es sich um ein Neutrino, das eine so enorme Energiemenge transportiert, dass es sich jeder gängigen Erklärung der modernen Astrophysik entzieht. Dieses einzelne Teilchen hat alle bisherigen Rekorde gebrochen und Wissenschaftler dazu gezwungen, weit zurückzuschauen – sehr weit zurück – in die frühesten Momente des Universums.

Eine neue Studie unter der Leitung von Michael J. Baker und seinem Team legt nahe, dass es sich hierbei nicht um ein gewöhnliches Phänomen handelt. Vielmehr scheint es sich um einen physikalischen Beweis für eine Vorhersage zu handeln, die Stephen Hawking vor einem halben Jahrhundert gemacht hat. Die Hypothese besagt, dass dieses extreme Teilchen der letzte Atemzug eines primordialen Schwarzen Lochs ist – einem Relikt des Urknalls –, das gerade vor unseren Detektoren gewaltsam verdampft ist. Wenn sich dies bestätigt, würden wir dem Heiligen Gral der Kosmologie sehr nahe kommen: der Vereinigung von Gravitation, Quantenmechanik und dunkler Materie in einem einzigen beobachtbaren Ereignis.

Wenn die konventionelle Mathematik hinter der Realität zurückbleibt

Die Messungen des KM3NeT-Neutrinoteleskops ergaben erstaunliche Werte: zwischen 100 und 200 Petaelektronenvolt. Um das in Relation zu setzen: Die uns bekannten und katalogisierten kosmischen Quellen erreichen solche Energiewerte nicht. Supernovae und aktive Galaxienkerne wirken im Vergleich zu diesem Ausbruch wie bloße Funken. Das Problem ist, dass es keinen standardmäßigen astrophysikalischen Mechanismus gibt, der in der Lage ist, eine solche Energie auf natürliche Weise zu erzeugen, ohne andere offensichtliche Spuren zu hinterlassen, was dieses Neutrino zu einer ebenso faszinierenden wie beunruhigenden Anomalie macht.

Hier kommt die statistische Seltsamkeit zum Vorschein. IceCube, das riesige Observatorium, das unter dem Eis der Antarktis vergraben ist, überwacht einen größeren Teil des Himmels und ist schon länger in Betrieb, hat aber noch nie so etwas gesehen. Wäre der Ursprung ein konstanter Partikelregen aus dem Weltraum, hätte der Detektor am Südpol längst Alarm geschlagen. Diese Diskrepanz zwischen den beiden Experimenten deutet darauf hin, dass es sich nicht um einen kontinuierlichen Fluss handelt, sondern um ein vorübergehendes, katastrophales Ereignis, das zeitlich und räumlich extrem begrenzt ist.

Um diesen unmöglichen Kreis zu quadrieren, schlagen Forscher eine gewagte Lösung vor: primordiale Schwarze Löcher mit einer „dunklen Ladung”. Diese theoretischen Objekte, die aus Dichtefluktuationen im neu entstandenen Universum entstanden sind, wären dank dieser exotischen Eigenschaft über Äonen hinweg stabil geblieben. Erst jetzt, da sie diese Stabilität verlieren, würden sie ihre gesamte verbleibende Masse in einem Bruchteil einer Sekunde freisetzen und einen brutalen Energieschub erzeugen, der erklärt, warum ein Detektor ihn sieht, der andere jedoch nicht.

Stephen Hawkings gespenstische Unterschrift enthüllt

Die Verbindung zu dem berühmten britischen Physiker ist fast direkt. In den 1970er Jahren zeigte Hawking, dass Schwarze Löcher durch Quanteneffekte an ihrem Ereignishorizont langsam an Masse verlieren. Bei den kolossalen Schwarzen Löchern, die wir im Zentrum von Galaxien beobachten, ist dieser Prozess so langsam, dass er irrelevant ist. Bei ihren winzigen, urzeitlichen Verwandten sieht die Sache jedoch ganz anders aus: Ihre Verdampfung beschleunigt sich exponentiell und gipfelt in einer spektakulären Selbstzerstörung.

Das von Baker, Iguaz Juan, Symons und Thamm vorgestellte Modell beschreibt genau dieses dramatische Finale. Es handelt sich nicht um einen stillen Tod, sondern um eine Explosion, die ultrahochenergetische Teilchen in den Kosmos schleudert. Die dabei entstehenden Neutrinos, die kaum mit Materie interagieren, bewegen sich in einer geraden Linie vom Explosionsort zu unseren Sensoren und transportieren dabei intakte Informationen aus dieser letzten Agonie. Es ist, als würde man einen Einschreibebrief aus der Urzeit erhalten.

Diese letzte Explosion würde die beobachteten Spannungen auflösen. Durch die Einführung der Variablen „dunkle Ladung“ können Physiker die Berechnungen so feinabstimmen, dass die Explosionsrate mit den Beobachtungen im Mittelmeerraum übereinstimmt, ohne die von anderen Gammastrahlenobservatorien festgelegten Grenzen zu überschreiten. Es handelt sich um ein Stück theoretischer Ingenieurskunst, das es ermöglicht, dass die Hawking-Strahlung – bisher ein rein mathematisches Konzept – endlich eine greifbare Entsprechung in der realen Welt findet.

Das fehlende Glied der Dunklen Materie könnte hier sein

Das wirklich Verblüffende an dieser Studie ist, dass sie zwei Fliegen mit einer Klappe schlägt. Wenn diese primordialen Schwarzen Löcher existieren und sich so verhalten, wie es das Modell vorhersagt, könnten sie die gesamte Dunkle Materie ausmachen. Diese unsichtbare Substanz, die Galaxien zusammenhält und der Wissenschaft seit Jahrzehnten ein Rätsel ist, könnte gar kein exotisches Teilchen sein, sondern aus Billionen dieser kleinen Schwarzen Löcher bestehen, die nur darauf warten, zu explodieren.

Natürlich ist Vorsicht geboten. Um diese Theorie zu bestätigen, brauchen wir mehr als nur ein einziges Neutrino. Die Autoren weisen darauf hin, dass diese Detonationen von Blitzen ultrahochenergetischer Gammastrahlen begleitet sein sollten. Die nächste Generation von Teleskopen wird die Aufgabe haben, nach solchen Zufällen zu suchen: Wenn es uns gelingt, ein Neutrino und ein Gammastrahlen-Photon zu erfassen, die zur gleichen Zeit vom gleichen Punkt aus eintreffen, wird der Zweifel ausgeräumt sein.

Wir stehen vor einer einmaligen Chance. Was als anomales Signal auf dem Meeresboden begann, könnte letztendlich dazu führen, dass Lehrbücher neu geschrieben werden müssen. Über das Verständnis eines isolierten Phänomens hinaus könnte es auch bestätigen, dass das Universum voller unsichtbarer Relikte ist, die sich von Zeit zu Zeit entschließen, aufzuflammen, um uns daran zu erinnern, dass die Realität weitaus seltsamer ist, als wir uns vorstellen können.

Quellenhinweis:

- Baker, Michael J.; Iguaz Juan, Joaquim; Symons, Aidan; Thamm, Andrea.

- Explaining the PeV Neutrino Fluxes at KM3NeT and IceCube with Quasi-Extremal Primordial Black Holes

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025arXiv250522722B/abstract