Was ist Dunkle Materie?

Wir kennen nur 15 % der Materie des Universums. Der Rest ist dunkel. Diese "Dunkle Materie" ist eines der großen Rätsel unseres Universums. 

Niemand weiß, was Dunkle Materie ist, wie sie aussieht und wie sie sich genau verhält. Aber viele Beobachtungen und Berechnungen haben gezeigt, dass es sie geben muss und dass sie sogar rund 85% der Materie unseres ganzen Universums ausmacht. Deswegen suchen Physikerinnen und Physiker schon seit Jahrzehnten nach Hinweisen von Dunkler Materie. Ihre Entdeckung würde auf einen Schlag viel bisher Unbekanntes erklären und wäre deshalb eine wissenschaftliche Sensation – vergleichbar in etwa mit der Entdeckung eines neuen Kontinents.

Den ersten Hinweis darauf, dass es noch etwas anderes als sichtbare Materie im Universum geben muss, lieferten bereits im Jahr 1933 astronomische Beobachtungen und Berechnungen von Gravitationseffekten. Wissenschaftler beobachteten zum Beispiel, dass an Galaxien vorbeifliegendes Licht stärker abgelenkt wurde, als es aufgrund der berechneten Masse für diese Galaxien möglich wäre. Dort musste also noch etwas sein, das das Licht stärker als die bekannte Masse anzieht. Weil diese postulierte Materieform nicht sichtbar ist, nannte man sie "Dunkle Materie".

Die Rotationsgeschwindigkeiten von Sternen in Galaxien ließen sich ebenfalls nicht erklären, wenn die Galaxien nur aus sichtbarer Materie bestünden. Auch sie werden durch die Gravitation einer unsichtbaren Materie zusammengehalten.

Wissenschaftler vermuten, dass diese Dunkle Materie aus einer bisher unentdeckten Art von Teilchen bestehen könnte, und suchen danach deshalb zum Beispiel mit Hilfe von Teilchenbeschleunigern wie dem Large Hadron Collider LHC am CERN in Genf oder dem sich gerade im Aufbau befindlichen Experiment ALPS II bei DESY. Außerdem gibt es Experimente, die versuchen, Dunkle Materie direkt nachzuweisen. Dabei werden tief unter der Erde Detektoren gebaut, die Dunkle-Materie-Teilchen dazu bringen sollen, mit dem Detektormaterial zu reagieren. Auch mit Teleskopen auf der Erde oder mit Detektoren auf Satelliten sucht man nach charakteristischen Spuren, die diese Teilchen hinterlassen.

Mehr zu den verschiedenen Experimenten, die nach Dunkler Materie suchen, finden Sie im Dark Matter Hub (englisch).