Dunkle Materie

Dunkle Materie bezeichnet eine Form von Materie, die kein Licht aussendet, absorbiert oder reflektiert und daher mit herkömmlichen elektromagnetischen Detektoren nicht direkt nachweisbar ist. Trotzdem verrät sie ihre Existenz durch ihre Gravitationswirkung auf sichtbare Materie und auf Licht. Schätzungen zufolge besteht rund 27 Prozent des gesamten Energieinhalts des Universums aus Dunkler Materie - die sichtbare, uns bekannte baryonische Materie macht hingegen nur etwa 5 Prozent aus.

Erste Hinweise auf Dunkle Materie lieferte der Schweizer Astronom Fritz Zwicky in den 1930er-Jahren durch Untersuchungen des Coma-Galaxienhaufens. In den 1970er-Jahren zeigte Vera Rubin bei der Messung von Rotationskurven von Spiralgalaxien, dass die Außenbereiche von Galaxien sich zu schnell drehen, um allein durch die sichtbare Masse zusammengehalten zu werden. Dies deutete auf eine unsichtbare Masse hin, die die Galaxien wie ein ausgedehnter Halo umgibt.

Weitere Belege kommen von Gravitationslinsen-Effekten, bei denen das Licht entfernter Objekte stärker abgelenkt wird als durch die sichtbare Masse allein erklärbar wäre. Auch die großräumige Struktur des Universums und der kosmische Mikrowellenhintergrund passen nur in Modelle, die Dunkle Materie einschließen.

Die genaue Natur der Dunklen Materie ist ungeklärt. Kandidaten sind schwach wechselwirkende massive Teilchen (WIMPs), axionähnliche Teilchen oder primordiale Schwarze Löcher. Bisherige Experimente haben kein einzelnes Kandidatenteilchen direkt nachgewiesen.