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StartseiteForschung aktuellDas Rückgrat des Universums08.01.2007

Das Rückgrat des Universums

Erstmals erstellen Forscher eine 3D-Karte der Dunklen Materie

Astronomie. - 80 Prozent des Universums bestehen aus der mysteriösen Dunklen Materie, die noch nie direkt gesehen wurde. So versuchen die Forscher mit allen Tricks, sich ein Bild von dem geheimnisvollen Stoff zu machen. Jetzt ist es ihnen gelungen, zum ersten mal eine Art Weltatlas der dunklen Materie aufzuzeichnen.

Von Björn Schwentker

Die Dunkle Materie bildet das Rückgrat unseres Universums. (Nasa, Esa und R. Massey)
Die Dunkle Materie bildet das Rückgrat unseres Universums. (Nasa, Esa und R. Massey)

Woraus die dunkle Materie besteht, ist unbekannt. Bekannt ist aber, dass sie weder Licht aussendet, noch spiegelt oder verschluckt. Um die dunkle Materie dennoch sichtbar zu machen, benutzte Richard Massey vom US-amerikanischen California Institute of Technology einen Trick:

"Wir brauchen eine indirekte Methode, um die dunkle Materie zu kartieren, die der so genannten Gravitationslinsen: Wir beobachten sehr weit entfernte Galaxien, die hinter der dunklen Materie liegen. Während ihr Licht auf dem Weg zur Erde die dunkle Materie durchquert, wird es von ihr abgelenkt. Denn die dunkle Masse wirkt wie eine Linse, die die Lichtstrahlen verbiegt. Die Galaxien erscheinen uns darum verzerrt. Wir messen diese Verzerrungen und berechnen daraus, wo die dunkle Materie liegt."

Das Ergebnis ist eine Art räumlicher Atlas der unsichtbaren Masse. Zwar haben die Forscher nur ein kleines Stückchen des Himmels kartiert, gerade mal so groß wie neun Vollmonde. Doch zum ersten Mal können sie dreidimensionale Formen erkennen, die sich in die Tiefe des Raumes ausdehnen und damit in die Vergangenheit des Universums. Denn das Licht brauchte Jahrmilliarden, bis es von den entfernten Galaxien bis in die Teleskope der Forscher gelangt war.

"Wir können uns quasi ansehen, wie die Strukturen des Universums gewachsen sind. Wir sehen, dass es früher eher eine gleichmäßige, glatte Form hatte, die später immer kleinteiliger und feiner wurde, immer klumpiger."

Die Bilder der Astronomen zeigen auch: Nicht nur die dunkle Materie hat mit der Zeit eine immer feinere, netzwerkartige Struktur ausgebildet, sondern auch die sichtbare Masse - also Galaxien, intergallaktisches Gas, Sterne und Planeten. Diese normale Masse, und damit auch die Erde, ist überall umhüllt von dunkler Materie wie von einem unsichtbaren, allgegenwärtigen Gelee. Die neuen Beobachtungen bestätigen die gängige Theorie von der Entstehung des Kosmos: Demnach war das Universum anfangs ein einförmiger Brei, eine Art Urgas. Aus winzigen Dichteschwankungen dieses Breis entwickelten sich durch die Schwerkraft immer größere Klumpen, aus denen schließlich Galaxien, Sterne und Planeten wurden.

"Die dunkle Materie spielt bei diesem Prozess eine wichtige Rolle. Sie hält das ganze Universum durch ihre Schwerkraft zusammen. Und die dunkle Materie beginnt schon vor der sichtbaren diese feine Netzwerkstruktur auszubilden. Sie bildet also quasi ein Gerüst, in das durch die Anziehung der Gravitation die normale Materie, aus der auch wir bestehen, über lange Zeit hineinfließen konnte."

Die dunkle Materie bildet also das Rückgrat de Kosmos. Nun ist klar, wo die dunkle Materie ist. Doch was sie ist, zeigen auch die neuen Messergebnisse nicht. Immerhin: Die Verteilung der Masse schließt eine Theorie über die dunkle Materie aus: Sie ist nicht heiß, wie von manchen Astronomen vermutet. Sie besteht also nicht aus vielen sehr leichten Teilchen, wie etwa dem elementaren Neutrino.

"Diese leichten Teilchen würden sich extrem schnell bewegen und hinausströmen in die leeren Räume des Alls. Dann müssten wir auf den Karten aber eine viel schwammigere, verschmiertere Struktur der dunklen Materie sehen. Wir sehen aber kompakte, feine Filamente. Das ist ein guter Beweis, dass die dunkle Materie kalt ist."

Was diese kalte, schwere Materie ist, bleibt aber weiter ein Rätsel. Vielleicht lässt es sich nicht am Himmel, sondern nur unter der Erde lösen, wenn Physiker in unterirdischen Teilchenbeschleunigern endlich die exotischen Elementarteilchen finden, aus denen die dunkle Materie und damit der Großteil unserer Welt gemacht ist.

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