Ein unsichtbares Universum

Die Geheimnisse der dunklen Materie und der dunklen Energie

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Dunkle Materie und dunkle Energie machen die überwiegende Mehrheit unseres Universums aus, und doch können wir sie nicht wirklich wahrnehmen.

Wir haben jedoch Möglichkeiten, ihren Einfluss wahrzunehmen, und er ist so weitreichend wie dunkle Materie und Energie.

Alle Materie, wie wir sie kennen, von Myonen, Elektronen und Atomen bis hin zu Planeten, Sternen und galaktischen Clustern, macht weniger als 5% des gesamten Universums aus.

Soweit wir wissen, sind ungefähr 25% dunkle Materie und 70% dunkle Energie. Aber an diesen beiden gewaltigen Brocken ist es, dass sie unsichtbar sind. Grundsätzlich ist alles, was wir wahrnehmen, nur ein sehr kleiner Teil der Realität.

Um das Ganze abzurunden, verstehen wir nicht wirklich, was dunkle Materie und dunkle Energie sind.

Also, woher bekommen wir überhaupt die Idee von diesen zwei wahnsinnigen Stücken?

Als Astrophysiker die Berechnungen anstellten, um herauszufinden, wie das Universum aufgebaut war, hielt es nicht an. Es gab einfach nicht genug sichtbare Materie im Universum, damit es funktioniert. Die gesamte Schwerkraft, die durch die Materie erzeugt wird, die wir zusammen sehen, reicht nicht aus, um die massiven und komplexen Formen zu formen, die wir im ganzen Universum sehen: Ohne etwas anderes, um alles zusammenzuhalten, scheinen Sterne einfach willkürlich zu zerstreuen jemals zusammen gruppieren, um Galaxien zu machen.

Dass etwas rund um die sichtbare Materie gewebt werden muss. Aber es kann nicht gesehen werden, da es niemals Licht emittiert oder reflektiert. Dunkle Materie.

Wir können jedoch feststellen, dass dunkle Materie vorhanden ist, selbst wenn wir sie nicht mit Teleskopen sehen können. Es hat eine gravitative Wirkung auf die Raumzeit. Licht, das um diese dunklen Materieklumpen herumgeht, ist tatsächlich verbogen.

Zur gleichen Zeit kann dunkle Materie jedoch keine normale Materie sein, da wir in der Lage wären, irgendeine Art von Emissionen zu erkennen, wenn dies der Fall wäre. Es reagiert auch nicht mit normaler Materie. Antimaterie erzeugt Gammastrahlen, wenn sie mit normaler Materie reagiert. Dunkle Materie tut anscheinend nichts.

Aber es ist da

Die am meisten akzeptierte Möglichkeit ist jetzt, dass dunkle Materie eine Art exotisches Teilchen ist, über das wir einfach nichts wissen. Einige Möglichkeiten für diese Partikel könnten GIMPs (gravitativ interagierende massive Partikel) und WIMPs (schwach interagierende massive Partikel) sein. Vielleicht könnte es irgendwann in einem Teilchenbeschleuniger-Experiment erstellt werden, obwohl wir es möglicherweise nicht als das erkennen, was es ist.

Und dann haben wir dunkle Energie, die, ob Sie es glauben oder nicht, sogar fremder ist.

Genau wie bei der dunklen Materie können wir sie nicht wirklich erkennen oder untersuchen, aber wir können sehen, wie dunkle Energie das Universum um sie herum beeinflusst. Dies begann mit Edward Hubble im Jahr 1929, als er die Rotverschiebung der Lichtwellenlängen sah, während er tiefer und tiefer in den Weltraum blickte: Entfernte (und daher schwache) Galaxien zeigten viel Rotverschiebung, während Galaxien stärker sichtbar und näher rot waren - viel weniger verschoben. Dies führte zu unserem Verständnis, dass sich das Universum immer ausgedehnt hat, was die Wellenlänge des Lichts dehnen würde, wenn sich alles weiter und weiter auseinander bewegt.

Seitdem hat die Forschung gezeigt, dass sich diese Expansion beschleunigt. Dies wirft die Idee heraus, dass wir einen eventuellen Rückzug sehen werden, der zu einem „großen Crunch“ führt. Derzeit wird davon ausgegangen, dass sich der Raum weiter ausdehnen wird, bis die Materie im Grunde so dünn ist, dass alles zum Stillstand kommt, sogar atomare Bewegungen - die Theorie des „Hitzetodes des Universums“. Lass dich nicht davon abbringen. Wir sprechen Milliarden von Jahren in die Zukunft.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2001/09/image/g/

Mit der Expansion gewinnen das Universum und der gesamte Raum an Volumen. Da wir in einem schönen, ordentlichen Sternenbündel namens Milky Way-Galaxie zusammengehalten werden, wirkt sich die Expansion nicht direkt auf uns aus. Wir sehen jedoch, dass andere Galaxien sich von uns wegbewegen, genauso wie wir uns von wo auch immer in Rot verschieben Das Zentrum des Universums ist.

Was diese Expansion vorantreibt, nennen wir dunkle Energie. Es stellt mehr Energie dar als alles andere zusammengenommen: Alle Sterne, Schwarzen Löcher, Gasgiganten, Quasare und alles andere kommen der reinen Macht, die dunkle Energie darstellt, nicht nahe.

Was dunkle Energie ist, können wir auch nicht sicher sein. Es kann eine intrinsische Eigenschaft des Raums sein. Wenn sich das Universum ausdehnt, wird mehr Raum geschaffen, wodurch die Expansion mit zunehmender Beschleunigung immer weiter vorangetrieben wird.

Einsteins "kosmologische Konstante" von 1917 war ähnlich. Er schlug es als eine Kraft vor, die der Schwerkraft entgegenwirkt, aber die Mathematik brachte keine brauchbaren Ergebnisse und verwirrte nur die Dinge mehr. Dies wird auch als "Vakuumenergie" bezeichnet, da sich im leeren Raum ein Vakuum befindet.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass dunkle Materie aus spontan gebildeten Teilchen besteht, die ständig auftauchen und verschwinden, wenn sich neue Räume bilden, die wiederum die dunkle Energie erzeugen. Dies setzt sich in einer unendlichen Schleife fort, die die Erweiterung in Gang hält.

Dunkle Materie und dunkle Energie sind letztlich Schlüsselkomponenten des Make-ups des Universums, die derzeit unsere technologische Fähigkeit nicht verstehen. Im Gegensatz zu dem Mysterium dessen, was vor der Schöpfung unseres Universums kam, existieren dunkle Materie und Energie tatsächlich im Hier und Jetzt, und wenn wir in unserem wissenschaftlichen Verständnis vorankommen, besteht eine große Chance, dass wir eines Tages ihre volle Herkunft und ihren Zweck verstehen werden.

Für den Moment blicken Sie weiter in den Nachthimmel und wissen, dass es so viele Wunder gibt, die wir finden und verstehen können. Solange wir von den Sternen träumen, werden wir mehr über sie erfahren.

Danke fürs Lesen und Teilen!