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Transkript

Materie, wie wir sie kennen:

Atome, Sterne und Galaxien, Planeten und Bäume, Felsen und wir.

Diese Art von Materie macht weniger als 5% des bekannten Universums aus.

Etwa 25% besteht aus “dunkler Materie” und 70% aus “dunkler Energie”.

Beide sind für uns unsichtbar.

Das ist seltsam. Denn dies bedeutet, das alles, was wir wahrnehmen,

nur ein kleiner Teil der Realität ist.

Aber damit nicht genug!

Wir haben keinen Schimmer, woraus genau dunkle Materie und Energie besteht

oder wie sie wechselwirken.

Wir sind uns aber ziemlich sicher, dass es sie gibt.

Also, was wissen wir genau?

Dunkle Materie ist der Grund dafür, dass es Galaxien überhaupt gibt.

Bei der Frage, warum das Universum so strukturiert ist, wie es ist,

wurde schnell klar, dass normale Materie hierfür nicht ausreicht.

Die Anziehungskraft der sichtbaren Materie ist nicht stark genug

um Galaxien und komplexe Strukturen zu formen.

Die Sterne wären eher gleichmäßig verteilt und würden keine Galaxien formen.

Daher muss es also in ihnen und um sie herum etwas anderes geben.

Etwas, dass weder Licht aussendet noch reflektiert.

Etwas dunkles…

Abgesehen davon, dass wir die Existenz der dunklen Materie berechnen können,

können wir sie auch sehen… irgendwie.

Orte mit hoher Dichte an dunkler Materie beugen Licht, das in der Nähe vorbeifliegt.

Daher wissen wir, dass dort etwas ist, das durch Gravitation wechselwirkt.

Momentan gibt es mehr Ideen darüber, was dunkle Materie nicht ist,

als darüber, was es ist.

Dunkle Materie besteht nicht aus Wolken herkömmlicher Materie ohne Sterne,

denn diese würden Teilchen aussenden, die wir detektieren könnten.

Dunkle Materie besteht nicht aus Antimaterie,

denn Antimaterie erzeugt eine charakteristische Gamma-Strahlung,

wenn sie auf normale Materie trifft.

Dunkle Materie besteht auch nicht aus schwarzen Löchern,

sehr kompakten Objekten mit extremen Auswirkungen auf ihre Umgebung,

denn dunkle Materie scheint eher gleichmäßig im Universum verteilt zu sein.

Eigentlich sind wir uns nur bei 3 Dingen ganz sicher:

1. Etwas ist da draußen.

2. Es wechselwirkt über Gravitation.

3. Es gibt sehr viel davon.

Dunkle Materie besteht wahrscheinlich aus seltsamen, exotischen Teilchen

die nicht mit Licht und Materie wechselwirken, wir wir es gewohnt sind.

Aber zur Zeit wissen wir es nicht.

Dunkle Energie ist sogar noch seltsamer und mysteriöser.

Wir können sie nicht messen, wir können sie nicht fassen

und wir können sie nicht schmecken.

Aber wir können ihre Auswirkungen sehr deutlich sehen.

Im Jahr 1929 untersuchte Edward Hubble wie sich die Wellenlänge des Lichts,

das von entfernten Galaxien kommt, sich zu größeren, roten Wellenlängen verschiebt,

während es durch das Universum reist.

Er fand heraus, dass lichtschwache, weit entfernte Galaxien

eine große Rotverschiebung zeigten;

naheliegende Galaxien eine kleine.

Hubble führte dies darauf zurück, dass sich das Universum selbst ausdehnt.

Die Rotverschiebung kommt daher, weil die Lichtwellen gedehnt werden,

wenn sich das Universum ausdehnt.

Neuere Entdeckungen haben gezeigt, dass sich die Ausdehnung des Universums beschleunigt.

Zuvor dachte man, dass die Anziehung durch die Schwerkraft die Ausdehnung

entweder verlangsamen oder sogar umkehren und am Ende alles in sich zusammenfallen würde.

Der Raum ändert nicht seine Eigenschaften, während er sich ausdehnt.

Es gibt einfach mehr davon.

Neuer Raum wird fortlaufend überall erzeugt.

Galaxien sind dichte Ansammlungen von Masse, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden.

Daher bemerken wir diese Ausdehnung nicht in unserem Alltag.

Aber wir sehen sie überall um uns herum.

Überall, wo es leeren Raum im Universum gibt, wird in jeder Sekunde neuer erzeugt.

Dunkle Energie scheint also eine innere Energie des leeren Raumes zu sein.

Eine Energie, stärker als alles andere, was wir kennen.

Und sie wird mit der Zeit stärker und stärker.

Der leere Raum enthält mehr Energie als alles andere im Universum zusammen.

Es gibt viele Ideen darüber, was dunkle Energie sein könnte.

Eine Idee ist, das dunkle Energie einfach eine Eigenschaft des Raums selbst ist.

Leerer Raum ist nicht nichts, er hat seine eigene Energie.

Diese Energie kann mehr Raum erzeugen und tut das auch.

Wenn sich das Universum ausdehnt, wird also mehr und mehr Raum erzeugt

um die Lücken zu füllen und das führt zu einem sich immer schneller ausdehnenden Universum.

Diese Idee ist verwandt mit einem Einfall den Einstein im Jahr 1917 hatte.

Dem der “kosmolgischen Konstante”.

Eine Kraft, die der Gravitation entgegenwirkt.

Das Problem dabei ist, wenn wir versuchen, die Menge dieser Energie zu berechnen,

dass das Ergebnis so falsch und seltsam war, dass es nur noch mehr verwirrte.

Eine andere Idee ist, dass leerer Raum nicht wirklich leer ist,

sondern voller virtueller Teilchen, die spontan und fortlaufend aus dem Nichts entstehen

und dann wieder darin verschwinden.

Die Energie dieser Teilchen könnte die dunkle Energie sein.

Oder vielleicht ist die dunkle Energie eine unbekannte Art Feld,

das das ganze Universum durchdringt, aber sich darauf irgendwie anders auswirkt

als normale Energie und Materie.

Aber wenn es existiert, wissen wir nicht, wo und in welcher Art

oder wie wir es messen könnten.

Es gibt also noch eine Menge offener Fragen.

Unsere Theorien über dunkle Materie und dunkle Energie sind immer noch…

…Theorie.

Einerseits ist das frustrierend. Andererseits: Das ist Grundlagenforschung.

Und das macht sie sehr interessant und aufregend.

Dies zeigt: Auch wenn wir uns für die Krone der Schöpfung halten,

wir sind eigentlich nur Affen mit Smartphones,

die auf einer kleinen Insel im Universum sitzen, in den Nachthimmel blicken

und sich fragen, wie das Universum funktioniert.

Es gibt noch so viel zu lernen. Und das ist wunderbar.

Dieses Video wurde unterstützt von der Australian Academy of Science

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