Astrophysiker Adalbert W. A. Pauldrach: Ohne dunkle Materie gäbe es keine Sterne
Unser Weltall ist 13,4 Mrd. Jahre alt. Von Anfang an kämpften zwei Mächte miteinander: die dunkle Materie und die dunkle Energie. Die dunkle Materie führt zu einer Kontraktion der Masse und enthält eine starke gravitative Kraft. Die dunkle Energie treibt die Materie auseinander und führt zu einer Expansion des Universums. Bisher war die dunkle Materie in der Lage, die Macht der dunklen Energie zu zähmen. Ist dieses Gleichgewicht von Dauer?
Der Astronom Fritz Zwicky war der Entdecker der geheimnisvollen dunklen Materie, weil er feststellte, dass die Milchstraßen nicht stabil wären, würden sie nicht von einer dunklen gravitativen Kraft umhüllt und getragen.
Die dunkle Materie, die mit unserer gewohnten baryonischen Materie nicht reagiert, hat noch kein Forscher direkt gesehen und doch ist es sicher, dass diese Kraft die Gleichgewichte im Kosmos aktiv herstellt. Ohne dunkle Materie gäbe es kein Sternenlicht.
Der Astrophysiker Adalbert W. A. Pauldrach berichtet über eines der merkwürdigsten Geheimnisse des Universums.
► Der Kampf des Dunklen für das Licht (News & Stories, Sendung vom 27.09.2016)
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► Dunkle Materie am Werk
Fast ein Drittel der Substanz im Kosmos nennen die Astrophysiker „Dunkle Materie“. Sie ist schwer zu fassen, weil sie mit der Sternenmaterie, aus der wir selbst bestehen, nicht wechselwirkt. Sie übt aber mächtigen Einfluss auf die Galaxien und das gesamte Weltall aus, durch ihre messbare Gravitation. Sie bildet das unsichtbare „Rückgrat des Universums“.
Die Forschungsgruppe um den Astronomen Jörg Dietrich an der Universitäts-Sternwarte München beobachtet zwei riesenhafte Galaxienhaufen in einer Entfernung von 2 Milliarden Lichtjahren. Zwischen diesen Sternenmassen sehen sie eine Materiebrücke. Diese spiegelt die gravitative Arbeit der Dunklen Materie als wäre sie ein Fernrohr. Auf diese Weise haben diese Astronomen die Wirkung der Schwarzen Materie erstmals „gesehen“.
Spannend und informativ.
► Der coolste Ort im Universum
Es geht um die Suche nach den fundamentalen Elementen der Materie, die noch unbekannt sind. Dafür wurde am Forschungszentrum CERN in Genf eine Anlage in der Größe mehrerer Opernhäuser und ein Tunnelring von 27 km Länge gebaut. Die Wissenschaftler erwarten Antwort auf folgende Fragen: 1. Was hält die Welt im Innersten zusammen? 2. Wie wirkt Dunkle Energie und Dunkle Materie im Kosmos? 3. Was geschah am Anfang der Welt?
Der Teilchenphysiker Prof. Dr. Thomas Naumann sagt: „Ich gestatte mir, Fachausdrücke zu verwenden“. Außerdem berichtet der Spokesman des CERN Prof. Dr. Peter Jenni über das kühne Projekt.
► Sekundentod von Riesensternen
Der Kreislauf und Austausch der Materie im Kosmos findet u.a. durch explodierende Sonnen statt. Für solche Riesenkatastrophen gibt es mehrere, deutlich unterschiedene Gründe: einen Zoo explodierender Super-Sonnen.
Sonnen einer bestimmten Übergröße, gemessen an unserer Sonne, verlieren am Ende ihres Lebens ihr gravitatives Gleichgewicht. Die einstürzende Materie führt zur Explosion. Ganz andere Verläufe zeigen umeinander kreisende Neutronensterne, die zuletzt in einen gewaltigen Ausbruch verschmelzen. Kosmische Materie, die zu einem Neutronenstern oder zu einem schwarzen Loch zusammenstürzt, erzeugt staunenswerte und gewaltige Wirkung. Explosionen und Einstürze spielen sich – für unser Vorstellungen nicht fassbar – in Bruchteilen von Sekunden ab.
Der Astrophysiker, Dr. Hans-Thomas Janka, Max-Planck-Institut für Astrophysik München Garching, über den Tod von Sternen und den Zoo explodierender Super-Sonnen.
► Sternenwind und Gammablitz
Wir Bewohner der zivilen Erde können uns einige der extremen und exotischen Zustände im Universum nicht vorstellen. Das gilt z.B. für Überriesen von bis zu 100 Sonnenmassen, die im Krisenfall in Bruchteilen einer Sekunde explodieren und ihre Materie als Sternenwind im Raum verstreuen. Ein anderes Beispiel sind die seltenen, aber kompakten Systeme von zwei Neutronensternen, die einander eng umkreisen. Auch hier kann es zu einer gewaltigen Explosion kommen, oder zur Bildung eines Schwarzen Loches. Überhaupt geben die Gravitationsfallen, denen kein Licht entkommt und die wir Schwarze Löcher nennen, nach wie vor Rätsel auf. Keine Theorie weiß, sagt der Astrophysiker Hans-Thomas Janka, was innerhalb eines Schwarzschild-Radius, nämlich im Schwarzen Loch, tatsächlich geschieht.
Sternenwind gibt es bei allen Sonnen. Vermutlich werden von einem solchen Partikelstrom in Zukunft einmal Raumschiffe mit großen „Segeln“ angetrieben werden. Rasanter als der Sternenwind sind die Gammablitze. Sie sind die energiereichste Erscheinung im Kosmos. Erfolgt ein Gammablitz in der Entfernung von 1.000 Lichtjahren von unserem Sonnensystem, hätte er eine tödliche Wirkung auf uns. Die Annahme ist berechtigt, dass eines der fünf großen Massensterben in der Evolution des Lebens auf der Erde, die alle 300 Millionen Jahre festzustellen sind, auf die Strahlung eines Gammablitzes zurück zu führen ist.
Dr. Hans-Thomas Janka, vom Max Planck Institut für Astrophysik in München-Garching, berichtet.
► Kometenfabriken
Die Astronomie von heute marschiert auf einem Siegeszug. Mit ihren in großer Höhe in Chile aufgestellten Alma-Antennen der Europäischen Süd-Sternwarte sieht sie weit in die Welt der Milchstraßen hinaus. Sie ist in der Lage, die Strahlung millimetergroßer Partikel in einer „Staubfalle“ im Sternbild des Ophiuchos (des Schlangenträgers) zu beobachten. Dadurch kann man (was Galilei nicht konnte) in Momentaufnahme beobachten, wie sich Staubteilchen zusammenfügen, Klumpen bilden, die Größe von Kometen und später von Planeten erreichen. Den Vorgang hatten schon Immanuel Kant und der Astronom La Place vorhergesagt. Wie aber Staubteilchen davon abgehalten werden einfach in die Sonne zu stürzen und über die prekäre Grenze eines Quadratmeters (an der sie erneut zerfallen müssten) hinauszuwachsen, davon berichtet der Schweizer Astrophysiker und Privatdozent Dr. Simon Bruderer, von der Universitätssternwarte der Universität München.
Spannend und besonders informativ.