Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Titelthema: Dunkle Materie: Der verborgene Kosmos

Viele Beobachtungen im Universum legen nahe, dass es neben der sichtbaren Materie noch eine andere, "dunkle" Komponente geben müsste. Lange waren die Forscher von nur einer Sorte an Teilchenkandidaten dafür ausgegangen: den WIMPs. Doch mög­licherweise ist die unsichtbare Seite des Alls weitaus vielfältiger.
Dunkle Materie

Viele Spiralgalaxien wie die Andromedagalaxie stellen uns vor ein Rätsel: Ihre Rotationsgeschwindigkeit lässt sich nicht mit den bekannten Gesetzen der Physik erklären. Denn auf Grund der Schwerkraft der sichtbaren Materie sollten die Sterne in den Außenregionen langsamer rotieren, als sie es tatsächlich tun.

Deshalb glauben Kosmologen, dass eine Form nicht sichtbarer Materie – die so genannte Dunkle Materie – solche Ga­laxien umgibt und durchdringt. Sie sollte eine zusätzliche Komponente der Gravitation beisteuern, welche die beobachtete Rotationsgeschwindigkeit erklärt. Diese Dunkle Materie, die vermutlich 25 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmacht, könnte auch die Ursache für bestimmte, bisher rätselhafte Effekte im Kosmos sein. So etwa für die extrem hohen Eigengeschwindigkeiten von Galaxien innerhalb von Galaxienclustern, für die Materieverteilung, die sich ergibt, wenn zwei solche Cluster miteinander kollidieren, oder für gewisse Beobachtungen des Gravitationslinseneffekts – die Ablenkung von Licht im Gravitationsfeld ferner Galaxien.

Die einfachsten Modelle postulieren für die Dunkle Materie nur eine einzige Teilchensorte. Doch trotz jahrelanger Suche ist es den Forschern noch nicht geglückt, deren Existenz nachzuweisen. Außerdem weichen einige astronomische Beobachtungen von manchen Vorhersagen dieser einfachen Theorie ab. Aus diesem Grund haben einige Wissenschaftler die traditionellen Vorstellungen in Frage gestellt und ein komplizierteres Bild der Dunklen Materie entworfen. Demnach sollte diese aus verschiedenen Teilchensorten bestehen und könnte ähnlich komplex aufgebaut sein wie gewöhnliche Materie. ...

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Galaxien

Die genaue Verteilung der im Weltraum verstreuten Ansammlungen von Sternen und Materie, ihr Licht und ihre Dynamik sind Schlüssel zur Geschichte des Universums – sofern es gelingt, die scheinbar unermesslichen Weiten systematisch zu kartieren. Doch dank technischer Fortschritte geht es dabei voran.

Spektrum der Wissenschaft – Wunderwerk der Antike

»Spektrum der Wissenschaft« erklärt im Artikel »Wunderwerk der Antike«, wie der rätselhafte Mechanismus von Antikythera funktionierte. Außerdem im Heft: Dunkle Materie; Altern: Demografischer Wandel mit Folgen; Quantencomputer: Fehler beheben, bevor sie entstehen.

Sterne und Weltraum – Gravitation: Jenseits von Einsteins Theorie

Gravitation: Jenseits von Einsteins Theorie - Gravitationslinse: Eine Spiralgalaxie wird zum Drilling - Venus: Neue Bilder von der Höllenwelt - Mikrometeoriten: So finden Sie die kosmischen Partikel.

Schreiben Sie uns!

4 Beiträge anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Ackerman, L. et al.: Dark Matter and Dark Radiation. In: Physical Review D 79, 2009

Fan, J. et al.: Dark-Disk Universe. In: Physical Review Letters 110, 2013

Freese, K.: The Cosmic Cocktail: Three Parts Dark Matter. Princeton University Press, 2014

Kaplan, D. E. et al.: Atomic Dark Matter. In: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2010, 2010