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Samstag, 20. November 2010

Astronomen stellen Dunkle Materie infrage

Die Zwerggalaxie "Leo I" im Sternbild Löwe, die vom Stern Regulus - dem hellsten Stern im Sternbild - überstrahlt wird | Copyright/Quelle: Russell Croman / univie.ac.at

Wien/ Österreich - Mit einer aktuellen Studie stellen österreichische Astronomen die Existenz der sogenannten "Dunklen Materie" und damit eine fast schon zum astrophysikalischen Dogma gewordene Vorstellung in Frage.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt untersuchen Gerhard Hensler vom Institut für Astronomie der "Universität Wien" und sein Kollege Pavel Kroupa von der "Universität Bonn" sogenannte Gezeiten-Zwerggalaxien. Sie sind in jenen großen Materieauswürfen (Gezeitenarmen) zu finden, die beim Verschmelzen zweier Galaxien entstehen.

Für die Astronomen bedeutet das bessere Verständnis der Gezeitenzwerge, sich von der Theorie der Dunklen Materie zu entfernen, ohne die sich, so die immer mehr verbreitete astronomische Vorstellung, die Existenz unseres Universums nicht erklären lasse. Dabei ist sie bislang nicht direkt beobachtbar, soll aber aber die Masse im Universum bei weitem dominieren und trete gravitativ mit sichtbarer Materie zwar in Wechselwirkung, ohne sich jedoch wie diese zu verhalten.

In ihrer aktuellen Publikation im Journal "Astronomy and Astrophysics" stellen die Forscher die Existenz der Dunklen Materie infrage, nach der schon seit den 1970er-Jahren erfolglos gesucht wird.

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"Die Idee der Dunklen Materie hat sich derart festgesetzt, dass viele keine Kritik daran akzeptieren", so Hensler, der diese Haltung teilweise nachvollzieht: "Auf großen Skalen funktioniert die Theorie wunderbar. Es gibt zurzeit keine bessere Erklärung für bestimmte Phänomene, die wir zwar beobachten, aber nicht allein mit der Masse der sichtbaren Materie erklären können." Dazu gehöre u.a., dass Galaxien so schnell rotieren, dass die Sterne darin nicht den Gesetzen der Fliehkraft entsprechen. Kalte Dunkle Materie hält angeblich dank ihrer Masseanziehung diese Galaxien zusammen.

Das Szenario der Dunklen Materie wankt jedoch, sobald man sich auf kleine Skalen begibt. Gerhard Hensler vom Institut für Astronomie der Universität Wien und sein Bonner Kollege Pavel Kroupa untersuchen Satellitengalaxien, die um unsere Milchstraße kreisen: "Hier passen die Vorhersagen vorne und hinten nicht mit den Beobachtungsdaten überein." In ihrer aktuellen Publikation präsentieren sie gemeinsam mit weiteren Kollegen aus Deutschland, Frankreich und Australien fünf Widersprüche, die das Dunkle-Materie-Modell vor massive Probleme stellen. Die Ergebnisse basieren auf Beobachtungsdaten von rund 50 Satellitengalaxien der Milchstraße und des Andromeda-Nebels.

Einer dieser Widersprüche ist die Diskrepanz zwischen den errechneten und den beobachteten Masse-Leuchtkraft-Verhältnissen in Satellitengalaxien: Nach dem CDM-Szenario sollten sie umso heller leuchten, je mehr Dunkle Materie sie enthalten, da Dunkle Materie sichtbare Materie anzieht. "Die Ergebnisse unserer Parameterstudie weichen jedoch eindeutig von den Vorhersagen der Simulationen ab", erläutert Hensler.

Weiter sollten dem Modell zufolge mindestens 1.000 Satellitengalaxien um unsere Milchstraße und den Andromeda-Nebel kreisen. "Tatsächlich sehen wir aber nur 25, und die sind nicht zufällig verteilt wie die Theorie vorhersagt, sondern bilden eine Art Scheibe." Deshalb bevorzugen die beiden Wissenschafter die These, dass diese Zwerggalaxien als Gezeitengalaxien entstanden sind.

Auch weitere Beobachtungen, etwa Schwankungen in der Rotationskurve von Galaxien, können mit den Modellvorstellungen von Dunkler Materie nicht erklärt werden: "Wir müssen anfangen, Alternativen ernsthaft in Erwägung zu ziehen", so Hensler. Dazu zählt die Anpassung der Newtonschen Gravitationstheorie - wie es die Vertreter der Modifizierten Newtonschen Dynamik (MOND-Theorie) versuchen. "Vermutlich liegt die Ursache sogar noch tiefer in den Grundfesten unserer Physik", so Hensler.

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Quellen: univie.ac.at / grenzwissenschaft-aktuell.de
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