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03/08/11

Dunkle Materie | Jagd nach einem Mysterium

Ohne Dunkle Materie würden Galaxien vermutlich auseinander fliegen. © ESA / Hubble

Von Jonathan Focke

Die spektakuläre Jagd nach der Geister-Materie beginnt in den 1930er Jahren: Ein holländischer Astronom entdeckt bei der Beobachtung unserer Milchstraße etwas Seltsames, das er mit den damaligen Erkenntnissen der Physik nicht erklären kann. Sein Schluss: Im Universum muss es mehr Materie geben, als wir sehen können. Seitdem sind Physiker auf der Suche nach dieser „Dunklen Materie“. Nachgewiesen wurde sie bislang immer noch nicht.



Der erste Teil des Audio-Beitrags führt uns von den Ursprüngen der Idee zur Dunklen Materie in den Niederlanden und der Schweiz nach Schweden. Am Oskar Klein Centre der Stockholmer Universität versuchen der Physiker Lars Bergström und sein Team, die Existenz Dunkler Materie zu beweisen. Schon bald, so glaubt Bergström, werde man die geheimnisvolle Materie endlich nachweisen können.
(09:40 min; 13,2 MB)




Im zweiten Teil des Audio-Beitrags geht es in der Schweiz, wo Wissenschaftler aus aller Welt weiterhin eifrig nach Dunkler Materie suchen. Tara Shears von der Universität Liverpool erklärt, wie Physiker am Large Hadron Collider in Genf der Dunklen Materie indirekt auf die Schliche kommen wollen. Und warum es die mysteriöse Materie vielleicht doch gar nicht gibt.
(04:10 min; 5,7 MB)


Dieser Beitrag entstand im Zuge des EuroScience Open Forum (ESOF) 2010.







Link-Tipps

Was wissen wir über Dunkle Materie: Ein Themenpaket von  "Welt der Physik"

Mehr über die Forschung am Oskar Klein Centre in Schweden:  Homepage des Einrichtung

Mehr über Large Hadron Collider in der Schweiz:  Homepage der "Weltmaschine"


Was ist Dunkle Materie?

Zunächst ist die Definition des Begriffs "Dunkle Materie" trivial: Das ist Materie, die man nicht sehen kann. Deswegen sprach man ursprünglich auch von "unsichtbarer" Materie. Bisher ist nicht beweisen, dass es diese Materie gibt, aber es gibt zahlreiche Hinweise für ihre Existenz.
Dunkle Materie besteht nicht aus Neutronen, Protonen oder anderen Elementarteilchen, aus denen sich die sichtbare Materie zusammensetzt. Mögliche Teilchen der Dunklen Materie existieren bisher nur in der Theorie. Heißer Kandidat sind so genannte WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles). Auf sie konzentriert sich die Suche der Wissenschaftler. (jof)

Was ist das Besondere an Dunkler Materie?

Das Besondere bei Dunkler Materie ist, dass sie elektromagnetische Strahlung, beispielsweise Licht oder Radiowellen, weder reflektieren noch aussenden kann. Für uns ist sie daher unsichtbar und macht sich nur durch ihre Schwerkraft bemerkbar. (jof)

Wie wurde Dunkle Materie entdeckt?

"Entdeckt" hat man Dunkle Materie aufgrund ihrer Schwerkraft. Physiker glauben, dass sie jede einzelne Galaxie zusammenhält. Galaxien drehen sich nämlich so schnell, dass sie eigentlich auseinander fliegen müssten. Die Schwerkraft der sichtbaren Materie reicht nicht aus, um die Rotation einer Galaxie zu stabilisieren. Da sich eine Galaxie aber stabil bewegt und nicht auseinander fliegt, gehen Wissenschaftler davon aus, dass es noch mehr Materie gibt, die mit ihrer Schwerkraft die Galaxie zusammenhält. Ein einfaches Beispiel: Der sichtbare Teil eines Baumes über der Erde steht bei starkem Wind nur deswegen stabil, weil ihn der unsichtbare Teil des Baumes – die Wurzel – in der Erde verankert. Ähnlich wie die Baumwurzel, so soll die unsichtbare Materie dafür sorgen, dass sich die sichtbare Materie in einer Galaxie stabil bewegen kann. (jof)


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Europas Weltmaschine LHC | Riesiger Aufwand für winzige Teilchen

Grafik: CERN

Den Urknall nachempfinden: Das wollen Physiker des Kernforschungszentrums CERN mit dem Teilchenbeschleuniger "Large Hadron Collider" (LHC) im schweizerischen Genf. Die sogenannte Weltmaschine ist eine Anhäufung von Superlativen: das größte und teuerste Experiment aller Zeiten, die höchsten eingesetzten Energiemengen, das leerste Vakuum, die tiefste Temperatur in einem Kühlsystem. Doch was hoffen die Physiker zu finden? Was bringt der LHC wirklich? Ist er denn den enormem Aufwand und die immensen Kosten wert? ( zum Audio-Feature)


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