Dunkle Materie Welche Rolle spielt es?

Wir haben alle von dunkler Materie gehört - jenem mysteriösen "Zeug" des Kosmos, das bisher nicht direkt entdeckt wurde, aber durch seine gravitative Wirkung auf "normale" (was Wissenschaftler als "baryonische") Materie bezeichnen) abgeleitet werden kann. Astronomen wissen, dass es wichtig ist und dass es eine Rolle spielt, aber was ist diese Rolle?? 

In unserem Universum überwiegt die dunkle Materie die normale Materie - die alltäglichen Dinge, die wir um uns herum sehen, um den Faktor 6 zu 1. Der Gravitationseffekt all dieser Materie hält Galaxien und Galaxienhaufen zusammen. Jede Galaxie ist von einem Lichthof aus dunkler Materie umgeben, der eine Billion Sonnen wiegt und sich über Hunderttausende von Lichtjahren erstreckt.

Die größte Frage zu Dunkler Materie lautet: Woraus besteht sie? Ist es die sogenannte "heiße" dunkle Materie? Oder "kalte" dunkle Materie? Astronomen versuchen immer noch, das herauszufinden. Dunkle Materie kann nicht gesehen, gefühlt, geschmeckt, gerochen oder abgebildet werden. Es kann jedoch durch seinen Einfluss auf anderes Material im Universum erkannt werden. Dazu gehört auch die Anziehungskraft. Es gibt jedoch andere Aspekte der Dunklen Materie als die, die Forscher noch entdecken und erklären. Sobald sie eine gute Vorstellung davon haben, was es tatsächlich ist, dh aus welchen Partikeln es besteht, können sie es genauer charakterisieren. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis dies eintritt. 

Galaxien, Dunkle Materie und Schwarze Löcher

Astronomen kennen sich mit Galaxien aus: Sie haben Sterne, Planeten, Nebel, Schwarze Löcher und eine Menge dunkler Materie. Jede massive Galaxie hat ein schwarzes Loch im Zentrum. Je schwerer die Galaxie ist, desto größer ist ihr Schwarzes Loch. Aber wie hängen die beiden zusammen? Immerhin ist das Schwarze Loch millionenfach kleiner und weniger massereich als seine Heimatgalaxie. Astronomen untersuchen fußballförmige Ansammlungen von Sternen, die als elliptische Galaxien bezeichnet werden, um die Verbindung zwischen einer Galaxie und ihrem Schwarzen Loch zu verstehen. Es stellt sich heraus, dass die unsichtbare Hand der Dunklen Materie das Wachstum von Schwarzen Löchern und die Bildung von Galaxien beeinflusst. Die Existenz dieser Materie, die wir nicht sehen oder anfassen können, wurde zuerst von dem Astronomen Fritz Zwicky im frühen 20. Jahrhundert postuliert und später von einem Team von Beobachtern unter der Leitung der Astronomen Vera Rubin beobachtet und verifiziert. 

Elliptische Galaxien sind grob eiförmige Ansammlungen von Sternen mit schwarzen Löchern im Herzen. Wissenschaftler verwendeten Sternbewegungen, um die zentralen Schwarzen Löcher der Galaxien zu wiegen. Röntgenmessungen von heißem Gas, das die Galaxien umgibt, halfen dabei, den Halo der dunklen Materie zu wiegen. Es stellt sich heraus, dass je mehr dunkle Materie eine Galaxie hat, desto mehr heißes Gas kann sie halten. In einer Galaxie mit einem großen "Heiligenschein" aus dunkler Materie ist die Beziehung zwischen beiden stärker als die zwischen einem Schwarzen Loch und den Sternen der Galaxie.

Diese Verbindung hängt wahrscheinlich damit zusammen, wie elliptische Galaxien wachsen. Sie entstehen, wenn kleinere Galaxien verschmelzen und sich Sterne und dunkle Materie vermischen. Da die Dunkle Materie alles andere überwiegt, formt sie die neu gebildete elliptische Galaxie und leitet das Wachstum des zentralen Schwarzen Lochs. Durch den Zusammenschluss entsteht ein Gravitationsplan, dem die Galaxie, die Sterne und das Schwarze Loch folgen, um sich selbst aufzubauen. 

Dunkle Materie und andere Galaxien

Astronomen vermuten stark, dass dunkle Materie auch das Wachstum anderer Galaxientypen beeinflusst. Jüngste theoretische Studien zur Dunklen Materie und ihrem Einfluss auf Objekte in der Galaxie zeigen, dass die Erde selbst und möglicherweise auch das von ihr unterstützte Leben auf irgendeine Weise von der Dunklen Materie beeinflusst wurden, als unsere Sonne und Planeten über Hunderte von Millionen durch die Galaxie wanderten von Jahren.

Die galaktische Scheibe - die Region der Milchstraße, in der unser Sonnensystem lebt - ist überfüllt mit Sternen, Gas- und Staubwolken und einer Konzentration schwer fassbarer dunkler Materie - kleinen subatomaren Partikeln, die nur durch ihre Gravitationseffekte erkannt werden können. Während die Erde (und vermutlich Planetensysteme um andere Sterne) durch die Scheibe wandert, stören Ansammlungen dunkler Materie die Umlaufbahnen weit entfernter Kometen und senden sie auf Kollisionskurse mit Planeten. 

Dunkle Materie und unser Planet

Es scheint auch, dass sich dunkle Materie anscheinend im Erdkern ansammeln kann. Schließlich vernichten sich die Teilchen der dunklen Materie und erzeugen beträchtliche Wärme. Die durch die Vernichtung der dunklen Materie im Erdkern entstehende Wärme könnte Ereignisse wie Vulkanausbrüche, Gebirgsbildung, Magnetfeldumkehrungen und Veränderungen des Meeresspiegels auslösen, die ebenfalls alle 30 Millionen Jahre Spitzenwerte aufweisen. 

Dunkle Materie hat anscheinend eine Menge zu verantworten im Universum. Es ist ein erstaunlich effektives Material, obwohl es noch nicht gesehen wurde. Ihre unsichtbare Hand ist überall zu spüren.