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Baryonische Materie im Visier

Probeteilchen im Gravitationspotential der dunklen Materie

Das weitere Schicksal der Materie wird in der Computersimulation als fortschreitende Klumpung der Materie berechnet. Verdichtungen (gelb) stellen Gebiete hoher Materiekonzentration dar, z.B. einen großen Galaxienhaufen im Zentrum. Diese Galaxienhaufen werden durch ein Netzwerk von Dichte-Filamenten verbunden, zwischen denen Leerräume (schwarz) entstehen. Der Balken entspricht einer Entfernung von ca. 100 Millionen Lichtjahren. © Springel / MPA

Die Experimente zur Messung der Hintergrundstrahlung wie auch die numerischen Simulationen haben sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt. Von der für Anfang 2009 startbereiten europäischen Planck-Raumsonde erwarten Wissenschaftler wie Professor Ralf-Jürgen Dettmar vom Lehrstuhl für Astronomie der Ruhr-Universität Bochum einen weiteren Fortschritt in der hochpräzisen Vermessung der Hintergrundstrahlung. Auch die kosmologischen Modellrechnungen haben sich in den letzten Jahren wesentlich verbessert.

Doch wie gut stimmen die Vorhersagen mit den tatsächlich beobachtbaren Eigenschaften der Materieverteilung im Universum überein? Um diese Frage zu beantworten, muss man möglichst viel über die Verteilung der uns bekannten normalen, so genannten baryonischen Materie wissen, aus der alle Atome und damit Objekte wie Planeten und Sterne bestehen. Denn nur diese Materie ist beobachtbar und bewegt sich fast wie Probeteilchen im Gravitationspotential der dunklen Materie.

Selbst Legosteine könnten in Zukunft aus Biokunststoff sein. © LEGO Gruppe

„Dunkle Baryonen“ als Quelle der zusätzlichen Gravitation?

Ursprünglich hat man natürlich auch an dunkle baryonische Materie als unbekannte Quelle der zusätzlichen Gravitationskraft gedacht, die aus ausgebrannten Sternen wie Neutronensternen, schwarzen Löchern oder auch vielen unentdeckten Planeten oder ganz schwach leuchtenden Sternen, so genannten braunen Zwergen, bestehen könnte.

Doch dieser Hypothese von „dunklen Baryonen“ stehen andere Beobachtungen entgegen und sie konnte letztlich die zusätzlich benötigte Massenanziehung und insbesondere ihre Verteilung nicht erklären. So hätten ausgebrannte alte Sterne viel mehr schwerere chemische Elemente während ihres Kernbrennens erzeugen müssen, als man im Universum beobachtet, und auch die benötigte große Anzahl an braunen Zwergen hätte sich inzwischen durch ihre gravitative Wirkung nachweisen lassen müssen.

Neue Phänomene aufgespürt

Die Suche nach leuchtschwachen Objekten, die zur Gesamtmasse beitragen, hat aber durchaus zu Entdeckungen neuer Phänomene geführt. So sind unter anderem Galaxien gefunden worden, deren zentrale Flächenhelligkeit viel schwächer als der Nachthimmel hell ist. Diese Objekte werden Low Surface Brightness – Galaxien mit niedriger Flächenhelligkeit – oder LSB-Galaxien genannt.

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Stand: 16.10.2008

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Die dunkle Seite des Universums
Dunkle Materie schließt Lücke zwischen Modell und Beobachtung

Urknall, kosmische Expansion und Hintergrund-Strahlung
Wer oder was bestimmt das Schicksal des Universums?

Rätselhafte „dunkle Materie“
Geheimnissen des Universums auf der Spur

Baryonische Materie im Visier
Probeteilchen im Gravitationspotential der dunklen Materie

LSB-Galaxien geben Geheimnisse preis
Wenig Licht, viel dunkle Materie

Theorie und Beobachtung im Widerspruch
„Core-cusp“-Diskrepanz sorgt für Diskussionen

Noch mysteriöser: Dunkle Energie
Nur fünf Prozent des Universums sind bekannt

Das Phänomen Rotverschiebung
Wie aus blau rot wird

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