Was ist, wenn dunkle Materie nicht wirklich existiert?

Dunkle Materie macht 85% des Universums aus und Wissenschaftler suchen seit Jahrzehnten danach.

Sie müssen es noch finden, woher wissen wir, dass es existiert?

Es mag ein Rätsel erscheinen, wie wir so viel vom Universum nicht wahrnehmen können. Fünfundachtzig Prozent sind eine Menge, die man vermisst.

Aber es gibt gute Gründe zu glauben, dass es wirklich da ist. Dies liegt daran, dass die Existenz der Dunklen Materie erklären würde, warum die Bewegung von Galaxien die Gesetze der Physik zu verletzen scheint.

Die Sache ist, dass sich die Bewegung der äußeren Teile der Galaxien verlangsamen sollte, je weiter sie vom Zentrum weg kommen, da die Wirkung der Schwerkraft nachlässt. Das Problem ist, dass sie es nicht tun.

Wenn jedoch die äußeren Teile dieser Galaxien große Mengen an Materie enthalten, von denen wir keine Kenntnis haben, würde dies die Wirkung der Schwerkraft erhöhen und die Anomalie erklären.

Und das ist die aktuell erhaltene Weisheit: Dunkle Materie muss existieren, weil dies die Bewegung von Galaxien erklärt.

Das Problem ist, dass niemand es erkennen konnte.

Eine Theorie besagt, dass das Universum voll von schwach wechselwirkenden massiven Partikeln (WIMPs) ist. Dies wären bislang unentdeckte Teilchen, die eine Masse haben, aber da sie nicht mit anderen Materien interagieren, sind sie nicht leicht zu sehen. Aber es könnte eine andere Erklärung geben. Eine neue Theorie besagt, dass sich die Gravitationswirkung eines großen Körpers (zum Beispiel eines Sterns) abhängig davon ändert, wie weit Sie davon entfernt sind. Für Dinge, die einem Objekt relativ nahe sind, unterscheidet sich der Effekt von denen, die weiter entfernt sind. Die Theorie schlägt vor, dass es eine konzeptuelle Blase um Objekte gibt, deren Größe proportional zu ihrer Masse ist. In der Blase verhält sich die Schwerkraft nach bekannten Newtonschen Prinzipien. Die Auswirkungen der Schwerkraft, die wir in den Umlaufbahnen der Planeten in unserem eigenen Sonnensystem sehen, werden jedoch größer, je weiter sie sich entfernen.

Der Grund, warum wir das bisher nicht messen konnten, ist, weil die Entfernungen so groß sind: Die Auswirkungen der Schwerkraft in unserem Sonnensystem sind gut verstanden und entsprechen der konventionellen Physik. Sie sind aber auch gut in der Blase, die mit unserer Sonne verbunden wäre.

Wir würden nicht wissen, wie sich die Schwerkraft verändert, ohne Objekte beobachten zu können, die sich weit außerhalb des Sonnensystems befinden. Um diese Theorie zu beweisen oder zu widerlegen, müssen wir in der Lage sein, die Auswirkungen einer variablen Schwerkraft zu erfassen, die nicht die Bewegung von Galaxien beinhaltet (da dies auch durch die Existenz von Dunkler Materie erklärt wird). Eine Methode hierfür wäre die Untersuchung des Gravitationslinseneffekts von Galaxien. Gravitationslinsen sind die Beugung der Flugbahn des Lichts, wenn es ein massives Objekt passiert. Je massiver das Objekt ist, desto größer ist der Effekt. Wenn die Galaxien tatsächlich massiver sind, als sie aufgrund der Existenz von dunkler Materie erscheinen, würde sich der Linseneffekt von einer Galaxie ohne dunkle Materie unterscheiden.

Dies lässt uns die befriedigende Schlussfolgerung, dass wir eine Theorie haben, die eine Alternative zur Existenz dunkler Materie bietet, die mit einer Methode zur Selbstverbesserung einhergeht.

Die ursprüngliche Forschungsarbeit befindet sich im Journal of Cosmology und Astroteilchenforschung, hier:

Langzeiteffekte in der Schwerkrafttheorie mit Vainshtein-Screening von Moritz Platschera, Juri Smirnovb, Sven Meyerc und Matthias Bartelmannc

In diesem Artikel finden Sie weitere Informationen in The Conversation.

Ursprünglich bei mralanjones.blogspot.com veröffentlicht.