Welt der Naturwissenschaften
(Scientific Medley)

 Jahresübersicht 2008

Frei bist du, wo man dich nicht liebt.
(Elias Canetti)

18. April 2024

Die dunkle Zeit begann vor 10 Jahren. Damals im Jahr 1998 behaupteten die Astronomen, dass die „normale Materie“, die uns umgibt, und die wir in den Teleskopen sehen können, nur wenige Prozent des Universums ausmacht. Der Rest sei „dunkle Materie“. Zwei amerikanische Astronomenteams hatten unabhängig voneinander mehrere Messungen an Supernovae vorgenommen. Die Arbeitsgruppen wollten herausfinden, wie stark die Gravitation großer Massen die Expansion des Weltalls abbremst. Supernovae sind gewaltige kosmische Explosionen, die für kurze Zeit heller strahlen können als eine ganze Galaxie. Diese gigantischen Energieausbrüche eignen sich gut zur Vermessung der Raumzeit. Das Ergebnis war überraschend und alarmierte weltweit die Physiker und Kosmologen. Die Ausdehnung des Weltalls bleibt nicht gleich oder wird gebremst sondern beschleunigt sich sogar.

Der Grund dieser Aufregung liegt in der Vermutung, dass es im Universum eine Materie geben muss, die nicht strahlt, die erwähnte dunkle Materie. Materie, die eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (-273,16 Grad Celsius) hat, strahlt elektromagnetische Wellen ab. Aus der Wellenlänge der Strahlung kann man mit Hilfe verschiedener Theorien (z.B. das Stefan-Boltzmann-Gesetz) die Temperatur errechnen. Wir kennen beispielsweise die Temperaturen von Sternen, ohne dass dort zuvor ein Thermometer installiert wurde. Unser Universum enthält sogar eine Temperaturstrahlung, die den ganzen Raum erfüllt. Man nennt sie wegen ihrer Wellenlänge im Mikrowellenbereich „Cosmic Microwave Background Radiation“ (CMBR). Diese Hintergrundstrahlung entstand etwa 380000 Jahre nach dem Urknall, als Materie und Strahlung ein thermisches Gleichgewicht bildeten.

Die Kosmologen wissen also, dass unser Universum viel mehr Materie enthalten muss, als man zurzeit sehen kann. Es gibt deutliche Anzeichen dafür, beispielsweise Galaxien, die sich schneller drehen als erwartet. Sie müssen unsichtbare Materie oder Energie enthalten, denn diese sendet keinerlei Strahlung aus. Die Vermutung, wonach dunkle Materie existiert, entstand bereits 1933, als der Schweizer Astronom Fritz Zwicky einen Galaxienhaufen beobachtete und ahnte, dass darin mehr Materie steckt, als man sehen kann. Heute ist klar: Für mindestens drei Viertel der Energie- bzw. Materiedichte im Universum haben wir (noch) keine Erklärung.

Die unbekannte dunkle Materie ist eine große Herausforderung für die Physiker und Kosmologen. Während Ideologen nur Luftwurzeln in Wolkenkuckucksheimen schlagen, gründen Wissenschaften auf Wissen, das zwangsläufig neue Fragen, damit neue Rätsel und am Ende doch wieder helle Zeiten neuen Wissens hervorbringen.

No Blast?
Evolutionstheorie
Die letzte Kränkung

Helden der Wissenschaft:
Robert Andrews Millikan
(1868-1953) hatte die scheinbar verrückte Idee, Öltröpfchen in einem elektrischen Feld schweben zu lassen und vermaß damit erstmals die elektrische Elementarladung.