Dunkle Materie

15. Okt 2019

Wie ein Universum aus verschwommener Dunkler Materie ausgesehen haben könnte

Die genaue Zusammensetzung von 84 Prozent der gesamten Materie des Universums ist unbekannt. Es ist der Teil, Dunkle Materie genannt, der weder Strahlung abgibt noch auf andere Weise als über die Gravitation mit der uns bekannten, gewöhnlichen Materie interagiert. Im Standardmodell des Universums, Lambda-CDM, steckt, was Kosmologen hinter der Dunklen Materie vermuten. Sie gehen davon aus, dass es sich um "kalte" Dunkle Materie (cold dark matter) handelt. Als "kalt" gilt in der Physik, was sich nur langsam bewegt. Die so genannten "WIMPs" (weakly interacting massive particles) müssten bisher unbekannte Teilchen sein, schwerer als alles, was wir bisher kennen, und…

Buch

3. Apr 2019

Woraus Dunkle Materie nicht besteht

"Wenn du das Unmögliche ausgeschlossen hast, muss das, was übrig bleibt, so unwahrscheinlich es auch klingt, die Wahrheit sein", sagt der Detektiv Sherlock Holmes in "Das Zeichen der Vier" zu Dr. Watson. So ähnlich gehen die Kosmologen auf der Suche nach der Dunklen Materie vor, die ja 85 Prozent der Masse des Universums ausmachen soll. Sie schließen eine Komponente nach der anderen aus. In jüngster Zeit ist ihnen das gleich dreimal gelungen. Dunkle Materie besteht nicht aus kleinen Schwarzen Löchern. Das haben Astronomen mit Hilfe des japanischen Subaru-Teleskops gezeigt. Ihre Strategie war dabei sehr spannend. Nach u.a. von Stephen…

Warum verhält sich Dunkle Materie in kleinen Galaxien anders als in großen?

Astrophysik

3. Mrz 2019

Warum verhält sich Dunkle Materie in kleinen Galaxien anders als in großen?

Das wichtigste Kennzeichen Dunkler Materie besteht darin, dass sie nur über die Gravitation wechselwirkt. Und Gravitation ist als einzige der vier Grundkräfte immer anziehend. Dunkle Materie müsste sich deshalb eigentlich, egal wo man sie trifft, immer im Massenzentrum der jeweiligen Struktur ballen, ob es sich nun um eine kleine Galaxie oder einen riesigen Galaxienhaufen handelt. Aber in der Realität sieht es anders aus: In Galaxienhaufen zeigt Dunkle Materie das erwartete Verhalten, in kleineren Galaxien jedoch verteilt sie sich deutlich stärker, als es der Fall sein dürfte. Das ließe sich damit erklären, dass die Dunkle-Materie-Teilchen wie Billard-Kugeln voneinander abprallen, also…

Dunkle Materie + Dunkle Energie = Flüssigkeit mit negativer Masse?

Astrophysik

5. Dez 2018

Dunkle Materie + Dunkle Energie = Flüssigkeit mit negativer Masse?

Das Konzept der Dunklen Materie haben die Physiker eingeführt, nachdem sie festgestellt haben, dass u.a. den Galaxien Masse fehlt, um ihre Rotation zu erklären. Die Dunkle Energie mit ihren seltsamen Eigenschaften brauchen sie, um zum Beispiel die Entwicklung des Universums in seiner frühen Kindheit zu erklären, als es plötzlich einen gewaltigen Wachstumsschub gehabt haben muss. Beide Konzepte werden im aktuellen Modell des Universums, LambdaCDM genannt, zusammengefasst. Dieses Modell hat allerdings einen kleinen Nachteil: Es sagt nichts darüber, woraus Dunkle Materie und Dunkle Energie bestehen. Die Experimentalphysiker sind der Antwort auf diese Frage in den letzten Jahren auch kein Stück…

Dunkle Materie: Das Universum ist klumpiger geworden

Astrophysik

18. Nov 2018

Dunkle Materie: Das Universum ist klumpiger geworden

Vier Fünftel der Materie im Universum ist unsichtbar. Trotzdem bestimmt diese »Dunkle Materie« das Schicksal des Kosmos. Aber wie ist sie verteilt? Das lässt sich feststellen, indem man die Wirkung ihrer Gravitation misst. Gravitation verändert auch den Weg, den das Licht ferner Galaxien nimmt. Die Hyper Suprime-Cam (HSC) des japanischen Subaru-Teleskops hat das für etwa zehn Millionen Galaxien untersucht. Je weiter eine Galaxie entfernt ist, desto tiefer kann man über sie in die Vergangenheit eintauchen. So lässt sich nicht nur die heutige Verteilung Dunkler Materie messen, sondern man kann auch Aussagen über die Vergangenheit treffen. (mehr …)

Gibt’s doch: Eine Galaxie ohne Dunkle Materie

Space

29. Mrz 2018

Gibt’s doch: Eine Galaxie ohne Dunkle Materie

Dass es so etwas wie Dunkle Materie geben könnte, ist den Astronomen zuerst aufgefallen, weil sie die Rotation von Galaxien beobachtet haben. Diese drehen sich so um ihr Zentrum, dass der Einfluss der sichtbaren Materie nicht genügt, durch Gravitation die Bewegung zu erklären. Tatsächlich zeigte sich bald, dass jede Galaxie eine ganze Menge Dunkler Materie birgt. Diese Gemeinsamkeit hat die Forscher sogar dazu bewogen, der Dunklen Materie eine wichtige Rolle bei der Entstehung von Galaxien zuzuweisen: Erst gab es demnach einen Haufen Dunkler Materie, das zieht Gas an, aus dem sich Sterne bilden, bis sich schließlich an dieser Stelle…

Dunkle Materie ist kalt, nicht verschwommen

Space

25. Jul 2017

Dunkle Materie ist kalt, nicht verschwommen

Vier Fünftel der Materie des Weltalls soll aus einem Stoff bestehen, den kein Forscher je zu Gesicht bekommen hat, und der deshalb auch "Dunkle Materie" genannt wird. Gründe, dass es die Dunkle Materie geben muss, gibt es viele, nur weiß man noch nicht, woraus sie besteht. Es gibt zwar verschiedene Theorien dazu, doch jede hat ihre eigenen Widersprüche. Mit Hilfe von Simulationen haben Forscher jetzt herausgefunden (Paper in den Physical Review Letters), dass das eine Modell näher an der Wahrheit liegen muss. (mehr …)

Space

22. Apr 2017

Ein Netz aus Dunkler Materie

Eine spannende Aufnahme ist Astronomen der University of Waterloo gelungen: Sie haben Filamente aus Dunkler Materie im Bild festgehalten, die zwei Galaxien verbinden. Nun gehört zu den Eigenschaften der mysteriösen Dunklen Materie, die etwa ein Viertel der Materie des Universums ausmacht, dass sie nicht mit normaler Materie wechselwirkt, also auch nicht mit Licht – eben deshalb ist sie dunkel. Doch eine Form der Wechselwirkung ist ausgenommen: Dunkle Materie wirkt mit ihrer Schwerkraft; vor allem sie soll es sein, die Galaxien zusammenhält. Diese Schwerkraft der Dunklen Materie wirkt auch auf das Licht weiter entfernter Galaxien und lenkt es von seinem…