Dunkle Materie ist nicht so klumpig

Dunkle Materie, die mysteriös unsichtbare Substanz, die etwa 27 Prozent des Universums ausmacht, ist vielleicht nicht so klumpig wie die Wissenschaftler früher dachten.

Im Jahr 2013 fanden Forscher der europäischen Planck-Mission, die das älteste Licht des Universums untersuchten, heraus, dass die Dunkle Materie im Laufe der Zeit durch die Anziehungskraft der Schwerkraft zusammengewachsen ist. Was als glatte und gleichmäßige Verteilung dunkler Materie begann, bildete im Laufe der Zeit langsam dichte Brocken.

Neue Forschungen am Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) am Paranal-Observatorium in Chile deuten jedoch darauf hin, dass die Dunkle Materie nicht ganz so klumpig ist wie die zuvor gefundene Planck-Mission. [In Bildern: Dunkle Materie im Universum]

"Dieses jüngste Ergebnis zeigt, dass die dunkle Materie im kosmischen Netz, die etwa ein Viertel des Inhalts des Universums ausmacht, weniger klumpig ist, als wir bisher angenommen haben", sagt Massimo Viola, Forscher am Observatorium Leiden in den Niederlanden in der Studie, sagte in einer Erklärung.

Um zu sehen, wie dunkle Materie im Universum verteilt ist, verwendete das internationale Forscherteam Daten des Kilo Degree Survey (KiDS) am VLT Survey Telescope. Diese Deep-Sky-Untersuchung untersuchte etwa 15 Millionen Galaxien in fünf Teilen des südlichen Himmels und bedeckte eine Fläche von bis zu 2.200 Vollmonden (oder 450 Quadrat-Grad).

Da die Schwerkraft der Dunklen Materie Licht beugen kann - ein Prozess, der Gravitationslinsen genannt wird - könnte das Licht, das von diesen 15 Millionen Galaxien kommt, Informationen über die Struktur und Verteilung der Dunklen Materie liefern, vermuten die Forscher. In dieser Studie suchten sie nach einer Variation dieses Phänomens, die als schwache Gravitationslinsen oder kosmische Scherung bekannt ist.

Schwache Gravitationslinsen sind ein subtiler Effekt, der genau gemessen werden muss. Wenn großräumige Strukturen wie Galaxienhaufen schwache Gravitationslinsen verursachen, ist der Lichtverzerrungseffekt subtiler und schwieriger zu erkennen als Gravitationslinseneffekte um kleinere Objekte wie Sterne. Aber mit hochauflösenden Bildern des VLT Survey Telescope konnten die Forscher diesen subtilen Effekt erkennen. Diese Studie ist die erste, die diese bildgebende Methode an einem so großen Teil des Himmels verwendet, um die unsichtbare Materie im Universum abzubilden, so die Autoren.

Als die Forscher dann diese Daten nutzten, um zu berechnen, wie klumpig die Dunkle Materie ist, entdeckten sie, dass es deutlich glatter ist, als die Planck-Satellitendaten zuvor bestimmt hatten. Dies bedeutet, dass dunkle Materie gleichmäßiger verteilt sein kann, als Wissenschaftler angenommen haben.

Dunkle Materie und dunkle Energie sind schwer fassbare, unsichtbare Phänomene, die Wissenschaftler seit langem jagen. Werden dunkle Materie und dunkle Energie jemals wirklich gesehen?

  • Ja, es ist nur eine Frage von Zeit und Technologie, um diese schwer fassbaren Ziele zu sehen.
  • Vielleicht, aber Wissenschaftler können die Entdeckung für Jahre debattieren, bevor es akzeptiert wird.
  • Nein, es gibt einige Dinge in diesem Universum, die Menschen nicht verstehen sollen.
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Wie sich die dunkle Materie seit dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren ausgebreitet und verklumpt hat, kann laut Co-Autor Hendrik Hildebrandt vom Argelander-Institut für Astronomie in Bonn Einsichten in die Evolution des Universums liefern. "Unsere Ergebnisse werden dazu beitragen, unsere theoretischen Modelle, wie das Universum von seiner Entstehung bis heute gewachsen ist, zu verfeinern", sagte Hildebrandt in derselben Aussage.

"Wir sehen derzeit eine faszinierende Diskrepanz mit der Planck-Kosmologie", sagte Ko-Autor Konrad Kuijken vom Leidener Observatorium in den Niederlanden, der die Untersuchung des KiDS-Projekts leitet. "Zukünftige Missionen wie der Euclid-Satellit und das Large Synoptic Survey Telescope werden uns erlauben, diese Messungen zu wiederholen und besser zu verstehen, was das Universum uns wirklich sagt."