Die Studie, die die Theorien über den Ursprung der dunklen Materie umstößt: "
Der Ursprung und die Zusammensetzung der dunklen Materie ist eines der faszinierendsten ungelösten Rätsel der Wissenschaft: Wir sind noch weit von einem detaillierten Verständnis dessen entfernt, was einst als "fehlende Masse" des Universums bezeichnet wurde.
Die dunkle Materie ist die geheimnisvolle Substanz, die "fast 90 % der Materie im Universum" ausmacht, über die wir nichts wissen. Es war im Jahr 2001, als der Astronom Bruce H. Im Jahr 2001 gestand der Astronom Bruce H. Margon von der University of Washington, dass es der wissenschaftlichen Gemeinschaft peinlich sei, den fehlenden Teil des Universums "nicht finden zu können"
"Wie eine Art kosmisches Eis-9"
Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht wurde, wird die ohnehin schon rätselhafte Herkunft der dunklen Materie weiter verkomplizieren. Dem Papier zufolge, das unter anderem von dem Teilchenphysiker Joshua Ruderman von der New York University verfasst wurde, könnte sich die dunkle Materie vermehren, indem sie gewöhnliche Materie in eine "dunklere" Substanz umwandelt, "wie eine Art kosmisches Eis-9".
Eis-9 ist eine wunderbare literarische Erfindung des Schriftstellers Kurt Vonnegut, der in seinem 1963 erschienenen Roman "Die Wiege der Katze" eine alternative Molekularstruktur des Wassers entwarf, die in der Lage ist, bei Raumtemperatur (45,5 °C, um genau zu sein) zu erstarren und diese Eigenschaft auf das gesamte Wasser des Planeten zu übertragen - mit katastrophalen Folgen.
Diese Art der Entwicklung, die zum Teil auf der Ausprägung bestimmter physikalischer und chemischer Eigenschaften beruht, wird in der Wissenschaft heute als exponentielles Wachstum bezeichnet und ist einer Reihe von in der Natur beobachteten Mustern gemeinsam, von Parasitenkolonien bis hin zur globalen Wespenpopulation, um nur einige zu nennen.
Wie Ruderman sagt, begann die Studie mit einer einfachen Frage: "Könnte die dunkle Materie exponentiell wachsen, wenn sie reichlich vorhanden wäre? Das Forscherteam hat sich also mit einem der Geheimnisse des Universums auseinandergesetzt, unterstützt durch Vonneguts starke Suggestion, mit einem ausgesprochen faszinierenden Ergebnis.
Am Anfang war es gewöhnliche Materie
Die dunkle Materie, die wir kennen, ist der unsichtbare, nicht wahrnehmbare "Zwilling" der gewöhnlichen oder baryonischen Materie und macht, zumindest nach den neuesten Daten des CERN, etwa 85 % der Materie im Universum aus.
Die dunkle Materie ist eine solche, weil sie nicht mit dem Licht wechselwirkt, daher die Unsichtbarkeit, die ihre uralten Geheimnisse schützt, aber sie erzeugt wichtige Gravitationseffekte auf Himmelsobjekte, und dank dieser Wechselwirkungen wissen wir jetzt, dass sie existiert. Vieles von dem, was wir heute über das Universum wissen, wäre bedeutungslos, wenn wir nicht von der Existenz dunkler Materie ausgehen würden.
Aber woher kommt die unsichtbare Materie, aus der fast das gesamte Universum besteht, außer dem, was wir sehen können? Frühe Hypothesen zu diesem Thema besagten, dass sich die dunkle Materie in der Frühphase des Universums bildete, als sich die Teilchen in einer Art ursprünglichem elektromagnetischem "Wärmebad" vermischten. Nach dieser Hypothese soll das meiste von dem, was existiert, aus dunkler Materie stammen, die langsam "zerstört" wurde, als sie mit gewöhnlicher Materie in Berührung kam.
Die neue Studie widerlegt die Annihilationstheorie: Es war also nicht von Anfang an dunkle Materie. Im Gegenteil, Ruderman und Kollegen zufolge war die baryonische Materie zu Beginn des Universums der dunklen Materie weit überlegen, auch wenn dies nicht lange anhielt. Wenn ein Teilchen der dunklen Materie dann mit einem anderen Teilchen in Kontakt kommt, so die Forscher, vernichtet es dieses und erzeugt so zwei "Antimaterie"-Teilchen - ähnlich wie Positronen und Elektronen, die zwei Photonen vernichten. Das von Ruderman und Kollegen vorgeschlagene neue Modell ermöglicht es zum ersten Mal, die Entstehung der dunklen Materie mit den Mechanismen des exponentiellen Wachstums in Verbindung zu bringen, was eine solide Erklärung für die derzeitige Zusammensetzung des Universums bieten würde, in dem auf jedes Teilchen der baryonischen Materie bis zu sechs Teilchen der dunklen Materie kommen.
Die neue Forschung eröffnet also neue Wege der Untersuchung und endlose neue Fragen zu einem der größten Geheimnisse des Universums.