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ein Ring dunkler Materie

Neue Zweifel an Dunkler Materie

Eine internationale Studie unter österreichischer Beteiligung hat untersucht, wie sich die Vorhersagen der Dunkle-Materie-Theorie mit Beobachtungsdaten decken. Die Forscher sind dabei auf fünf schwer zu erklärende Widersprüche gestoßen.

Astrophysik 11.06.2010

Eine Notlösung zur Erklärung

Die Studie wird in der nächsten Ausgabe von "Astronomy and Astrophysics" erscheinen: "Local-Group tests of dark-matter Concordance Cosmology: Towards a new paradigm for structure formation?" von Pavel Kroupa et al.

Die Dunkle Materie ist aus Not in den Köpfen der Astronomen entstanden: Es gibt beobachtete Phänomene, die sich nicht allein mit der Masse der sichtbaren Materie erklären lassen. So rotieren etwa Galaxien so schnell, dass die Sterne in ihnen aufgrund der Fliehkraft eigentlich auseinander getrieben werden müssten. Also wurde eine unsichtbare Substanz, die Dunkle Materie, erfunden, die mit ihrer Masseanziehung dafür zu sorgt, dass das nicht passiert. Seit vier Jahrzehnten wird nach dieser mysteriösen Substanz gefahndet, bisher ohne Erfolg.

Inzwischen mehren sich die Zweifel an der Existenz der Dunklen Materie und auch die neue Studie stärkt den Zweiflern den Rücken. Pavel Kroupa vom Institut für Astronomie der Uni Bonn hat zusammen mit Kollegen aus Österreich, Italien, Frankreich und Australien Beobachtungsdaten der Milchstraße, des Andromeda-Nebels sowie ungefähr 60 Zwerggalaxien, die die großen Galaxien als Satelliten umkreisen, untersucht und ist dabei auf fünf Widersprüche gestoßen.

Zu viele Widersprüche

Der Theorie zufolge entstanden nach dem Urknall zunächst Klumpen Dunkler Materie. Diese verschmolzen schließlich zu großen Strukturen, sogenannten Halos, die aufgrund ihrer Gravitation "normale" Materie in Form von Gas an sich zogen. Daraus bildeten sich dann die sichtbaren Sterne. Sollte dieses Modell stimmen, sollten Satellitengalaxien umso heller sein, je mehr Dunkle Materie sie enthalten - weil mehr Dunkle Materie mehr sichtbare Materie zu sich ziehen kann. In der Praxis haben die Forscher diesen Effekt jedoch nicht gefunden.

Auch sollten die Satelliten-Galaxien nach dem Zufallsprinzip gleichmäßig um Milchstraße und Andromeda-Nebel verteilt sein. Das sind sie aber nicht, die elf hellsten Zwerggalaxien der Milchstraße liegen alle mehr oder weniger in derselben Ebene, bilden also eine Art Scheibe", erklärte Gerhard Hensler vom Institut für Astronomie der Uni Wien im Gespräch mit der APA. Gäbe es die Dunkle Materie, müssten zudem Tausende Zwerggalaxien um die Milchstraße kreisen, man kenne tatsächlich aber nur 20 bis 25.

"Jede einzelne dieser Beobachtungen stellt das Dunkle-Materie-Modell vor Probleme", erklärte Kroupa, und weiter: "Zusammengenommen kollidieren sie so stark mit der Theorie, dass diese nicht mehr zu halten scheint. Wir müssen uns auf die Suche nach Alternativen machen."

Suche nach Alternativen

Eine mögliche Alternative wäre die Annahme, dass bei galaktischen Dimensionen ein wenig größere Gravitationskräfte wirken, als durch Newtons Gravitationsgesetz vorhergesagt wird. "In diesem Fall würden die fünf Probleme entweder direkt verschwinden oder sich relativ einfach lösen lassen", betonte Kroupa. Konsequenz dessen wäre, dass sowohl Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie also auch Newtons Gravitationstheorie angepasst werden müssten.

Hensler selbst hat sich noch nicht völlig von der Idee der Dunklen Materie verabschiedet. "Ich bin hier vorsichtiger", sagte der Professor für Theoretische Astronomie an der Uni Wien. Er fordert aber von den Verfechtern der Dunklen Materie "offener zu sein gegenüber Gegenargumenten. Hier ist mittlerweile ein Dogma entstanden".

science.ORF.at/APA

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