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Universitätsdruckerei

Sonne, Mond und Schwärze

Im Weltall strahlen die Sterne, glühen die Gasmassen, denkt man sich so. Neuere Forschungen hingegen lassen vermuten, dass es in den "unendlichen Weiten" überwiegend duster ist.

Dunkle Materie und Dunkle Energie? Das klingt ein wenig nach der "dunklen Seite der Macht" und "Star Wars". Das trifft es auch insofern, als sich beides im Weltraum abspielt. Auf der Suche nach der noch nicht nachgewiesenen Dunklen Materie und der Dunklen Energie sind nicht nur die Forscher in dem neuen Beschleuniger im Genfer CERN, sondern seit zweieinhalb Jahren auch die Astrophysiker der CAU, angeleitet von Professor Wolfgang J. Duschl. Im "Jahr der Astronomie" wird er im Sommersemester diese Themen der Öffentlichkeit in einer Vorlesungsreihe und anderen Veranstaltungen näherbringen.

Galaxien rotieren um ihr Zentrum. Die Rotationsgeschwindigkeit ist bekannt und »bombensicher gemessen«, so Duschl. Mit Hilfe des Gravitationsgesetzes lässt sich nun ausrechnen, wie viel Materie es bräuchte, um genau diese Bewegung zu erklären. Das Problem: Beobachtete Materie und Rotation stimmen einfach nicht überein. Und die Abweichung zwischen dem, was man leuchten sieht, und dem, was man auf indirekte Weise über das Gravitationsgesetz ableiten konnte, ist keine zu vernachlässigende Winzigkeit. »Es müsste rund 90 Prozent mehr Masse in den Galaxien sein, als wir bisher gesehen haben.«

Nun gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder existiert neben der bekannten, "leuchtenden" Materie noch viel mehr Dunkle Materie. Oder es stimmt etwas nicht mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz. Klingt schockierend, gehört dieses doch zu den wenigen großen, unverrückbaren Konstanten des Universums, mit denen uns im Physikunterricht die Welt erklärt wurde. »Eher etwas unbehaglich«, sagt Duschl und beruhigt mit einem Lächeln diejenigen, die jetzt schon frustriert ihr Physikbuch in die Ecke pfeffern oder zumindest Newton daraus streichen wollten: »Wir halten es für viel wahrscheinlicher, dass es eine nicht direkt sichtbare Materie gibt.«

Untersucht wird also zunächst der näherliegende Gedanke an eine Dunkle Materie: Die Kieler Forscher errechnen anhand von Modellen, wie viele helle Galaxien es bei den verschiedenen Entfernungen gibt, wenn man annimmt, dass die Dunkle Materie nicht nur in den Galaxien steckt, sondern das Universum einigermaßen gleichmäßig ausfüllt. Damit hat die Dunkle Materie aber auch Einfluss auf die Ausdehnung des Weltalls als Ganzem. Und hier kommt das zweite Problem ins Spiel: »Der Kosmos scheint sich schneller auszudehnen, als er es früher tat, und nicht, wie wir es eigentlich erwarten würden, immer langsamer.«

Entdeckt wurde dieses Phänomen vor zehn Jahren von einem internationalen Forscherteam, das Beobachtungen ferner Sternexplosionen untersuchte. Seither ist die Astronomiewelt am Rätseln. Man geht von einer Dunklen Energie aus, die der Anziehungskraft der Materie, leuchtend oder dunkel, entgegen wirkt, die aber ebenso wie die Dunkle Materie noch nicht wirklich verstanden ist – so dass nun ein Großteil des Universums buchstäblich im Dunklen liegt.

Auch hier rechnen die Kieler Forscher und machen sich auf der Suche nach der Dunklen Energie. »Wenn dieses Projekt einmal ab geschlossen sein wird, verstehen wir wohl viel besser, was – im wahrsten Sinn des Wortes – die Welt zusammen hält«, sagt Professor Duschl.

Jana E. Seidel

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