Dunkle Materie

Aus für vielversprechende Dunkle Materie-Theorie

Eines der größten Rätsel der modernen Kosmologie

Dunkle Materie, das ist womöglich das größte Rätsel der Kosmologie. Bei der Dunklen Materie handelt es sich um eine rätselhafte Substanz, die es im Universum geben muss, um zusätzliche Gravitationskräfte zu erklären. Alles, was Masse hat, aber wir nicht sehen können ist Dunkle Materie. Theorien über ihre Beschaffenheit gibt es viele. Einige gehen davon aus, dass die Dunkle Materie durch bis jetzt unbekannte Teilchen, Staubwolken oder Weiße Zwerge gebildet wird. Doch der Fund neuer Elementarteilchen oder anderen potentiellen Massequellen blieb bis jetzt aus. Eine vielversprechende Theorie gab es jedoch.

Eine neue Klasse der Schwarzen Löcher

Beim Urknall hätten laut Berechnungen eine Vielzahl an winzigen Schwarzen Löchern entstehen können. Sie wären winzig und hätten nur die Masse von Kometen oder Asteroiden. Ob diese Gebilde existieren und ob es sie tatsächlich in großer Zahl gibt, sodass sie die zusätzliche Masse erklären können, war bisher unklar. In den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall überstieg die Dichte des Universums die eines Atomkerns. In einigen Regionen hätten dort Schwarze Löcher entstehen können. Doch wenn es die Objekte wirklich gäbe, dann müssten sie Spuren hinterlassen. Durch quantenmechanische Prozesse am Ereignishorizont wird die sogenannte Hawking-Strahlung freigesetzt. Die Masse der Teilchen die freigesetzt werden, ist für jede Klasse an Schwarzen Löchern charakteristisch.

Voyager 1 widerlegt Theorie

Wenn es also winzige Schwarze Löcher in einer Anzahl gäbe, in der sie die zusätzliche Masse erklären könnten, müssten Teilchen gewisser Energie in großer Zahl durch das Universum ziehen. Diese Teilchen sind jedoch extrem schwer zu beobachten, von der Erde aus ist es quasi unmöglich sie zu finden. Das riesige Magnetfeld der Sonne schirmt die Partikel ab. Lediglich im interstellaren Raum, dem Raum zwischen den Sternen wäre die Theorie überprüfbar. Da sich Voyager 1 bereits so weit von der Sonne befindet, suchte man mit der Sonde nach diesen Teilchen. Da die Teilchen relativ schnell an Energie verlieren und so nicht mehr aufgespürt werden können, suchte man nur den Umkreis von etwa 1000 Lichtjahren ab und suchte nur in Größen, in denen Schwarze Löcher genug Masse hätten, um seit dem Urknall existieren zu können.

Doch man ging leer aus. Zwar detektierte die Raumsonde einige solcher Teilchen, doch es handelte sich um so wenig, dass die winzigen Schwarzen Löcher höchstens ein Zehntel Prozent zur Dunklen Materie beitragen könnten – sollten sie überhaupt existieren.

Theorien für Dunkle Materie gehen aus

So scheidet eine weitere vielversprechende Theorie für die Dunkle Materie aus. Der klassischen Physik gehen die Theorien für die Dunkle Materie langsam aus. Das macht auch Hoffnung auf eine komplett neue Physik, in der es ganz neue Elementarteilchen oder sogar noch grundlegendere Bausteine gibt. Eine solche Theorie würde nicht nur das Problem der Dunklen Materie lösen, sondern auch noch ganz andere womöglich noch größere Probleme der modernen Physik.

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