Unsere Welt zu verstehen:  Dunkle Materie

 

 
Dunkle Materie: 3 Wege, sie zu quantifizieren

— hmsgnr0279z

 
 
Weg 1:

Galaxien finden sich meist in größere Strukturen — sog. Galaxienhaufen — eingebunden. Man erwartet, dass diese Gebilde durch ihre eigene Schwerkraft gebunden Systeme sind. Nun sind aber die Geschwindigkeiten der Galaxien in diesen Haufen so groß, dass sie auseinander fliegen müssten, wenn es darin nicht etwas gäbe (dunkle Materie), welches zusätzliche Gravitationskräfte zur Folge hat.
 
Durch Vermessung der Geschwindigkeiten von Galaxien wurde für eine ganze Reihe von Haufen eine Massenbilanz aufgestellt, die dazu zwingt, einen hohen Anteil an unsichtbarer Materie für diese Objekte anzunehmen.
 
Die nicht leuchtende Masse, die einzelne Galaxien in einem sphärischen » Halo « umgibt, reicht hierfür jedoch bei weitem nicht aus. Mindestens das 10-fache an dunkler Materie ist nötig.

 
Weg 2:

Beobachtung der mittels Satelliten registrierbaren starken Röntgenstrahlung der Galaxienhaufen:
 
Sie stammt — so nimmt man an — von einem 100 Mio Grad heißen Gas zwischen den Galaxien, das wohl nur durch die Schwerkraft nicht sichtbarer Massen gebunden sein kann, da es sonst aus dem Haufen verdampfen müsste. Der Wert der Dichte passt zu dem aus der Bewegung der Galaxien erschlossenen.

 
Weg 3:

Viele Galaxienhaufen wirken als Gravitationslinsen, d.h. sie lenken Lichtstrahlen ab, die von weiter entfernten Galaxien zu uns gelangen, so dass wir hinter dem Haufen liegende Galaxien mehrfach sehen. Die Art der Verzerrung erlaubt Rückschlüsse auf die Massenverteilung in den Galaxienhaufen. Auch diese Beobachtung führt auf den gleichen hohen Anteil von (vermuteter) dunkler Materie.

 
 
Man kommt so auf 3 unterschiedlichen Wegen zum selben Ergebnis:
 
Etwa 15 Prozent — genauer: zwischen 12 und 18 Prozent — der kritischen Dichte unseres Universums scheinen Dunkle Materie zu sein.
 
Note: Die normale, aus uns bekannten chemischen Elementen bestehende Materie erreicht nur etwa 5 Prozent der kritischen Dichte.
 
Diese Schätzungen erfassen nicht über jeden der Haufen gleichmäßig verteilte Materie oder Energie, solche also, die noch keine Klumpung zeigt.
 
 
Quelle: Gerhard Börner: Schöpfung ohne Schöpfer? (2006), S. 56-57