Was ist dunkle Materie?

Ein kurzer Überblick über eines der größten Geheimnisse des Universums.

Nachrichtenblitz: Sie, alles um Sie herum und alles, was Sie sehen oder berühren können – alles beobachtbare „Materie“ – macht aus 5% im Durschnitt des Universums.

Ja, das stimmt, 5%. Die anderen 95%? Das besteht aus dunkler Materie und dunkler Energie. Was fragst du? Nun, die unergründliche Wahrheit ist, dass es niemand wirklich weiß. Während 5 % des Universums mit Licht und den Partikeln, aus denen wir bestehen, interagiert (das heißt, wir können sie berühren und sehen), bestehen 95 % aus unsichtbarer Materie und Kräften, die wir nicht sehen, berühren, riechen oder mit denen wir interagieren können – es ist aus Dunkelheit gemacht.

Offensichtlich passt diese enorme Wissenslücke nicht gut zu Wissenschaftlern, und so haben sie viel Zeit damit verbracht, herauszufinden, wie man diese Dunkelheit klassifizieren kann. Angesichts der Tatsache, dass diese Phänomene für die Zusammensetzung des Universums verantwortlich sind, dachten wir, es wäre angebracht, Sie durch das zu führen, was sie bisher gefunden haben. Wir wissen immer noch nicht genau, was dunkle Materie oder Energie ist, aber wir können es erraten…

Dark Matter

Nachdem Albert Einstein seine Theorie der Schwerkraft, über das Universum wurde eines sicher. Es machte keinen Sinn.

Nachdem er herausgefunden hatte, wie man die Schwerkraft eines Objekts berechnet, konnte er ungefähr berechnen, wie viel Schwerkraft im Universum vorhanden sein sollte, damit es so aussieht, wie es war. Überraschenderweise gab es seiner Einschätzung nach bei weitem nicht genug „Zeug“, um Galaxien und komplexe Strukturen zusammenzuhalten. Wenn wir nur mit der Schwerkraft arbeiten würden, die von Objekten ausgeht, die wir sehen können, würden Sterne nur eine ungleiche und vage Anziehungskraft aufeinander ausüben, wahrscheinlich auseinander driften und über das Universum verstreut werden.

So wie es ist, gibt es im Universum genug Gravitation, um Sterne und Planeten in verschiedenen Formationen zu gruppieren. Daher ist etwas, das wir nicht sehen können, die zusätzliche Schwerkraft. Wissenschaftler haben diese unbekannte Substanz „Dunkle Materie“ genannt.

Wir können nicht nur die Existenz von Dunkler Materie mathematisch berechnen, sondern auch sehen … irgendwie. Während es nicht direkt mit Licht selbst interagiert, biegen Orte mit einer hohen Konzentration an dunkler Materie das nahe vorbeiziehende Licht, da sie ein intensives Gravitationsfeld haben.

Mit anderen Worten, obwohl wir nichts über Dunkle Materie wissen, können wir sicher sein, dass sie existiert.

Es gibt mehrere Theorien darüber, was Dunkle Materie sein könnte, aber die konkreteren Beobachtungen drehen sich um das, von dem wir wissen, dass es nicht ist. Wir wissen, dass dunkle Materie nicht nur Wolken normaler Materie sind, die aus lichtreflektierenden Teilchen, den Baryonen, bestehen. Wir wissen dies, weil wir in der Lage wären, baryonische Wolken durch ihre Absorption der durch sie hindurchtretenden Strahlung zu erkennen.

Wir wissen auch, dass dunkle Materie keine Antimaterie ist, weil wir die einzigartigen Gammastrahlen nicht sehen, die erzeugt werden, wenn Antimaterie mit normaler Materie reagiert. Schließlich wissen wir, dass Dunkle Materie nicht aus Schwarzen Löchern besteht (kompakte Objekte, die ihre Umgebung durch die Schwerkraft stark beeinflussen), da wir viel mehr Gravitationslinsen (seltsame Lichtkrümmung um den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs) sehen würden, wenn dies der Fall wäre so.

Im Wesentlichen sind die drei Dinge, die wir über Dunkle Materie mit Sicherheit wissen:

• Es existiert
• Es interagiert mit der Schwerkraft
• Es ist extrem reichlich