Die Dunkle Materie ist noch nicht einmal ordnungsgemäß nachgewiesen, da werden ihr schon die schlimmsten Vorwürfe angehängt: Von ihr ausgelöste Katastrophen dezimierten einst das Leben auf der Erde – und das nicht nur einmal, sondern regelmäßig alle 30 Millionen Jahre. Die neueste Variante der Idee, ganz irdische Vorgänge mit den himmlischen Sphären, gar der Entwicklung des Kosmos selbst zu verknüpfen, stammt von dem Biologen Michael Rampino von der New York University. Er spannt seinen Bogen von der galaktischen Scheibe über die Kometen des äußeren Sonnensystems bis zum Kern der Erde selbst. Was ist seine ambitionierte Hypothese wert?

Kern der Idee ist das 2013 von Lisa Randall und Matthew Reece entwickelten Modell der Dark Disk: die Idee, dass die Milchstraße in ihrer Scheibenebene eine zweite, unsichtbare Scheibe Dunkler Materie besitzt. Bereits Randall und Reece erkannten ihr Potenzial für den Weltuntergang. Sie vermuteten, dass die Gravitation der Scheibe Kometen aus dem äußeren Sonnensystem in Richtung Erde ablenkt und so verheerende Einschläge auslöst. Das hätte für das Leben auf der Erde einige Nachteile, allerdings auch einen unbestreitbaren Vorteil: Die Existenz der Dunklen Materie wäre auf diesem Wege zumindest prinzipiell nachweisbar.

Ein kosmisches Geschoss schlägt auf der Erde ein – mit katastrophalen Folgen.
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Ein kosmisches Geschoss schlägt auf der Erde ein – mit katastrophalen Folgen.

Die resultierenden Einschläge würden einem Zyklus folgen: Die Sonne pendelt, getrieben von der Massenkonzentration in der Scheibenebene, regelmäßig auf und ab – und durchstößt dabei die dichte Mitte der Scheibe. Die Gezeitenkräfte würden bei jedem Durchgang Kometen aus der Oortschen Wolke Richtung Zentrum ablenken. Dort treffen sie unter anderem die Erde und lösen so zyklische Massensterben irdischer Lebensformen aus. Nach den Überlegungen von Michael Rampino soll das etwa alle 30 Millionen Jahre passieren.

Einen solchen Zyklus machten Forscher Anfang der 1980er Jahre auch tatsächlich in einer Zeitreihe von größeren und kleineren Massenaussterben der letzten 540 Millionen Jahre aus. Nicht nur das, auch Untersuchungen an Meteoritenkratern brachten zumindest einige Autoren zu der Schlussfolgerung, es gebe dort die gesuchte Periode von 30 Millionen Jahren.

Gibt es die Zyklen wirklich?

Simulationen zeigen, dass man für regelmäßige Kometenschauer die postulierte Scheibe aus Dunkler Materie unbedingt braucht – die Masse der normalen, baryonischen Materie in der Scheibenebene reicht für den Effekt nicht aus. Die Sache hat allerdings einen kleinen Haken. Normale Dunkle Materie sammelt sich in Klumpen, die größer sind als ganze Galaxien. Sie beeinflusst das Schicksal des Universums, nicht die Bahnen irgendwelcher tiefgefrorener Staubklumpen. Man muss, damit das Modell funktioniert, eine völlig neue Art Dunkler Materie annehmen, die so genannte dissipative Dunkle Materie, die angeblich indirekt das Ende der Dinosaurier besiegelte.

Spiralgalaxie NGC 2841
© NASA, ESA and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
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 Bild vergrößernSpiralgalaxie NGC 2841 – mehr, als sie zu sein scheint?

Ein viel grundsätzlicheres Problem ist jedoch, dass die meisten Experten gar nicht erst an den Effekt glauben, den die Dunkle Scheibe erklären soll. "Es gibt jenseits des Massenaussterbens am Ende der Kreidezeit bislang keinerlei Beweis für einen Zusammenhang zwischen solchen Katastrophen und Impakt-Ereignissen", erklärt denn auch der Planetologe Alex Deutsch von der Universität Münster. Außerdem seien viel zu wenige genaue Daten über das Alter für Einschlagkrater verfügbar, um einen solchen Zyklus statistisch ausfindig zu machen.

Muss man damit auch die Dunkle Scheibe und die dissipative Dunkle Materie vorerst wieder einstampfen, wenn es den Effekt, den sie erklären sollen, gar nicht gibt? Nicht, wenn es nach Michael Rampino geht. Der Biologe hat zusätzlich einen geologischen Mechanismus in der Hinterhand, durch den die Dunkle Scheibe der Milchstraße das Leben auf der Erde zyklisch dezimieren könnte. Demnach beeinflusst die Durchquerung der Scheibenebene sowohl Ereignisse über unseren Köpfen als auch unter unseren Füßen, tief im Erdkern.

Diese Variante erfordert allerdings, dass sich die Dunkle Materie nicht nur in einer Scheibe sammelt, sondern in dieser auch noch millionenfach dichteren Wolken bildet. Durchquert die Erde eine dieser Wolken, fängt sie die Teilchen ein. Wenn die Dunkle Materie zu kalt und zu langsam ist, um das Gravitationsfeld der Erde wieder zu verlassen, sammelt sie sich in ihrem Kern. Dort kann ihre Dichte, so mutmaßt der Forscher, unter bestimmten Bedingungen so hoch werden, dass sie den Erdkern deutlich aufheizt. Nach den Berechnungen von Rampino und seinen Kollegen übertragen dichte Wolken Dunkler Materie bis zum Millionenfachen der Wärme, die die Erde normalerweise nach außen abgibt. Die zusätzliche Hitze soll dann das Magnetfeld umkehren oder Flutbasalte antreiben – geologische Kataklysmen, bei denen viele Kubikkilometer Lava aus dem Erdinneren hervorbrechen, deren Gase die Atmosphäre und Ozeane drastisch verändern.

Eine Erklärung ohne Erklärtes

Probleme gibt es jedoch auch mit diesem Weltuntergang. Im Fall geologischer Umwälzungen sind die Belege für den gesuchten Zyklus nicht weniger dünn als bei Kratern und Massenaussterben. Rampino zitiert zwar einige Studien, die seine Thesen erhärten sollen, aber deren Autor ist meist ein alter Bekannter: Michael Rampino selbst. Andere Fachleute jedenfalls sind nicht beeindruckt. "Tatsächlich haben viele Kollegen Zweifel an den Zyklen", schreibt der Geophysiker Ullrich Hansen von der Universität Münster auf Anfrage. Es sei auch gar nicht klar, ob eine Aufheizung überhaupt die vom Autor anvisierten Folgen hätte. Vor allem aber sei zweifelhaft, ob man eine derartige Erklärung überhaupt brauche: "Nach bisherigen Erkenntnissen favorisieren die meisten Forscher intrinsische Quellen", so Hansen. "Das Magnetfeld bedarf wohl keiner externen Störung für eine Umkehr, und so verhält es sich auch mit der Plattentektonik und dem Vulkanismus."

Gemessen an dem für die meisten Fachleute nicht wirklich drängenden Bedarf an einem solchen Erklärungsmodell ist die Dunkle Scheibe samt ihren postulierten Auswirkungen sehr exotisch. Die von Rampino aufgespannten Szenarien basieren auf einer Reihe recht untypischer Annahmen über die Natur Dunkler Materie, die teilweise im Widerspruch zu Messergebnissen stehen. So kann die Wechselwirkung der Dunklen Materie mit sich selbst oder konventioneller Materie – und die dabei erzeugte Energie – nur extrem gering sein, sonst wäre sie nicht mehr wirklich dunkel: Sie würde messbar zum kosmischen Strahlungshintergrund beitragen.

Zusätzlich müsste die dissipative Dunkle Materie, die man für diese Modelle braucht, wesentlich stärker verklumpen als gedacht – und damit steht die Hypothese in direktem Widerspruch zu Modellen kosmischer Strukturbildungsprozesse, in denen die Dunkle Materie sehr großräumige Cluster bildet und so die Verteilung der baryonischen Materie steuert. Auch wenn die Möglichkeit besteht, dass eine solche Variante der Dunklen Materie bei der Bildung supermassereicher Schwarzer Löcher eine Rolle spielt – Rampino erklärt Effekte, die es wahrscheinlich gar nicht gibt, mit einer Ursache, deren Existenz kaum besser belegt ist.

All das macht es aus Sicht vieler Fachleute schwer, die Hypothesen über irdische Kataklysmen und ihre kosmischen Ursachen ernst zu nehmen – ein "Geofantast mit einigermaßen hohem Unterhaltungswert" sei Rampino, urteilt folglich der Planetologe Alex Deutsch über den Autor.