Dunkle Materie
~27% des Universums bestehen aus etwas Unsichtbarem — wir wissen nur, dass es da ist.
01Das unsichtbare Rätsel
Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, die kein Licht aussendet, absorbiert oder reflektiert. Sie interagiert nur über die Gravitation mit normaler Materie — deshalb können wir sie nicht direkt sehen.
Trotzdem macht sie etwa 85% der gesamten Materie im Universum aus. Ohne sie würden Galaxien auseinanderfliegen und das Universum sähe völlig anders aus.
02Wie wissen wir, dass sie existiert?
Fritz Zwicky bemerkte 1933, dass sich Galaxien im Coma-Haufen zu schnell bewegen — es muss unsichtbare Masse vorhanden sein. In den 1970ern zeigte Vera Rubin, dass Sterne in Galaxien viel schneller rotieren als erwartet.
Weitere Beweise: Gravitationslinsen (Dunkle Materie krümmt Licht), die Struktur des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und die Verteilung von Galaxien im großen Maßstab — alles passt nur mit Dunkler Materie zusammen.
03Was könnte sie sein?
Die führenden Kandidaten sind WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) — schwere Teilchen, die nur über die schwache Kernkraft und Gravitation wechselwirken.
Weitere Kandidaten: Axionen (ultraleichte Teilchen), sterile Neutrinos, oder sogar primordiale Schwarze Löcher. Trotz jahrzehntelanger Suche mit unterirdischen Detektoren, Teilchenbeschleunigern und Satelliten wurde Dunkle Materie noch nie direkt nachgewiesen.
04Das kosmische Netz
Dunkle Materie bildet ein riesiges kosmisches Netz — Filamente und Knoten, entlang derer sich Galaxien und Galaxienhaufen anordnen. Zwischen den Filamenten liegen gigantische Leerräume (Voids).
Diese Struktur entstand aus winzigen Dichteunterschieden im frühen Universum. Dunkle Materie kollabierte zuerst gravitativ und zog dann normale Materie nach sich — sie war der Baumeister des Universums.
05Dunkle Energie — das andere Rätsel
Nicht verwechseln: Dunkle Energie ist nochmal etwas anderes! Sie macht ~68% des Universums aus und treibt die beschleunigte Expansion des Alls an.
Zusammen ergeben Dunkle Materie (~27%) und Dunkle Energie (~68%) etwa 95% des Universums. Alles, was wir sehen — Sterne, Planeten, Menschen — macht nur ~5% aus. Das ist vielleicht die demütigendste Erkenntnis der modernen Physik.