Evidenz für dunkle Materie - Konflikt zwischen Astronomen und theoretischen Physikern?

Hallöle,

einer der wohl am häufigsten in der Populärwissenschaft gemolkenen Begriffe ist der, der dunklen Materie - weil das so schön mystisch klingt und so.

Der Begriff wurde (stark vereinfacht) eingeführt, da sich die hohe Geschwindigkeit der äußeren Sterne entfernter Spiralgalaxien, mit der sie das Zentrum jener umkreisen, nicht allein mit der Masse der sichtbaren Materie erklären ließ.

Die Annahme, dass folglich eine Art unsichtbare Materie existieren müsse, ist dementsprechend nachvollziehbar, schließlich haben ähnliche Unregelmäßigkeiten schon in der Vegangenheit zu großartigen Erfolgen geführt.

Schon bald nachdem Newton sein Modell der Gravitation der Welt preisgegeben hatte, untersuchten Astronomen die Bahnen der bekannten Himmelskörper und erkannten, dass diese nicht vollständig mit der Newton'schen Mechanik zu erklären waren. Und so suchten sie nach den bis dato unbekannten Wandelsternen jenseits des bis dahin Beobachtbaren, die die beobachtbaren Annomalien erklären würden - und waren erfolgreich.

So fanden sie Uranus und Neptun, was einen großartigen Erfolg, durch die Vereinigung der irdischen Physik und der Astronomie darstellte. Die Planetensuche hin zum Rand des Sonnensystems war erfolgreich gewesen und so war es nur logisch auch zur Sonne hin zu schauen, bzw. zur Venus, deren Bahn ebenso Unregelmäßigkeiten aufwies und nach einem Planeten neben Merkur verlangte, was zur Postulation eines weiteren inneren Planeten führte: Vulkan

Dem geschulten Leser wird an dieser Stelle auffallen: Vulkan wurde nie gefunden, weil er nicht existiert. Statt dessen führte eine elementare Verbesserung der Newton'schen Mechanik durch Einstein zur Rektifizierung der beobachtbaren Unregelmäßigkeiten.

Die allgemeine Relativitätstheorie stellt die bis heute erfolgreichste Theorie der Gravitation dar, doch genauso wie die newton'sche Mechanik zuvor, kann auch sie nicht vollständig korrekt sein, ist sie doch unvereinbar mit der Quantenfeldtheorie.

Und so ist es nur logisch, dass Physiker versuchen, die beobachtbaren Phenomena durch Modifikationen der bisherigen Gravitationsmodelle zu beschreiben, wovon die bekannteste jener Modifikationen die MOND-Theorie darstellt.

An dieser Stelle muss ich mich einmal outen: Ik hab kene Ahnung von Astronomie oder Physik und verfüge nicht über die geistigen Mittel, Abhandlungen dieser Art zu lesen, folglich muss ich mich, wie die meisten anderen Menschen auch, auf populärwissenschaftliche Magazine, Videos u.ä. verlassen.

Dabei ist mir eines aufgefallen: Astronomen(der Geschmacksrichtung Kosmologie) scheinen fast vollständig die Idee der dunklen Materie zu bevorzugen, bezeichnen sie als selbst evident und behaupten gar, man wisse, dass dunkle Materie existiert.

Demgegenüber stehen theoretische Physiker, die in höherem Maße eine veränderte Gravitationstheorie zu bevorzugen scheinen und teilweise sogar behaupten, dunkle Materie sei gar nicht mit der Realität vereinbar, eine Position, die vor allem nach der erfolglosen WIMP-Suche am CERN, stark an Kraft zu gewinnen schien.

Und ich frage mich: Ist dieser mir augenscheinliche Konflikt zwischen Astronomen und Theoretikern echt oder nur meine Wahrnehmung? Versuchen aktuelle Theoretiker tatäschlich nur der nächste Einstein zu werden oder sind sich die Astronomen ihrer dunklen Materie zu sicher? Und was ist eigentlich Pomade?

Astrophysik, Dunkle Materie, Gravitation, Materie, Relativitätstheorie
Wie stehen die Auswirkungen der verschiedenen "Kräfte" (Kernkräfte, el.-magn.-, Gravitationskräfte, Raumausdehnung) verhältnismäßig zueinander?

Bitte Folgendes ggf. inhaltlich korrigieren, wenn ich da fundamental "schief" liege:

Die beiden Kernkräfte wirken nur auf sehr kurzer, "subatomarer" Distanz, und wenn ich mich nicht irre, nehmen deren Auswirkung nicht mit der Entfernung ab, sondern "verschwinden" sozusagen.

Bei den Auswirkungen der elektromagnetischen Kräfte ist das anders, die nehmen mit der räumlichen Entfernung ab, wirken aber im Prinzip "endlos". Zudem haben sie in den für unser alltägliches Leben relevanten Raumbereichen jede Menge spürbare Auswirkungen.

Die Gravitation hat in unserem "kleinräumigen" Alltagsleben für übliche Dinge praktisch keine erkennbare Wirkung, ist aber dennoch vorhanden zwischen allen Massebehafteten Teil(ch)en, also auch zw. subatomaren Teilchen. Nur ist die Auswirkung da praktisch wirkungslos wegen der extremen Geringfügigkeit.

Raumausdehnung: Der Raum als "Container" für alle Materie muss sich m. E. ungeachtet der anderen zwischen den Materieteilchen wirkenden Kräfte auch ausdehnen, wenngleich in praktisch nicht messbarem Maßstab. Aber warum sollte die Raumausdehnung, wenn sie sich schon bez. max. Lichtgeschwindigkeit nicht an die "Regeln" hält, sich in kleinräumigsten Bereichen nicht auch nach "eigenen Regeln" verhalten, also auch dort wirken, wenn auch mit geringsten Auswirkungen.

Im Gegensatz zu Gravitation etwa nimmt der Effekt der Raumausdehnung aber mit wachsender Entfernung zu, so dass alle Materie, die den Hubble-Horizont erreicht, für uns quasi "verschwindet", was bedeutet, weder "aktuelle" elektomagn. Strahlung noch Gravitationswellen können uns erreichen.

Die "statische" Gravitation als Eigenschaft der Raumzeit bleibt m. E. erhalten, beinhaltet aber nicht alle Änderungen jenseits des jeweils aktuellen Hubble-Horizonts.

Meine Frage also wäre, wenn alle Auswirkungen aller bekannten Kräfte immer schwächer mit der Entfernung werden, die Auswirkung der Raumausdehnung sich aber dahingehend genau entgegengesetzt verhält, sich gewissermaßen nicht um die "realen" Kraftauswirkungen schert, wieso kann man also annehmen, dass Gravitation die Ausdehnung verlangsamen könnte?

Und: Wir in unserem Sonnensystem haben sozusagen "unseren" Hubble-Horizont. Andere Sternensysteme, Galaxien, ... haben logischerweise jeweils ihren eigenen Hubble-Horizont, d. h. sie sind Auswirkungen anderer Raumbereiche des Universums ausgesetzt als wir. Könnte sich sonderbares Verhalten (Thema Schwarze Materie, Schwarze Energie) sich nicht darauf zurückführen lassen?

Energie, Licht, Kraft, Astrophysik, Dunkle Materie, Gravitation, Materie, Schwerkraft, Urknall

Meistgelesene Fragen zum Thema Gravitation