Dunkle Materie regiert jede Galaxie. Aber was genau ist es? Astronomen glauben, dass es sich um ein neues, exotisches Teilchen handelt. Vielleicht haben Sie schon einige Begriffe wie WIMPs oder Axionen gehört. Lassen Sie uns untersuchen, was diese Begriffe tatsächlich bedeuten.
Zunächst einmal gibt es ein paar Dinge, die wir über Dunkle Materie wissen. Astronomen glauben, dass die Dunkle Materie eine Art Teilchen ist, die der Physik zuvor unbekannt war. Was auch immer es ist, es macht etwa 80% der Masse des Universums aus. Es interagiert kaum mit Licht, wenn überhaupt. Es interagiert kaum mit normaler Materie, wenn überhaupt. Es interagiert kaum mit sich selbst, wenn überhaupt. Wir wissen auch, dass es „kalt“ ist, was bedeutet, dass die einzelnen Teilchen keine sehr hohen Geschwindigkeiten haben.
Es sitzt im Grunde nur da und gravitiert. Aber diese Schwerkraft ist wichtig: es hält Galaxien zusammen und stellt das Gerüst für das gesamte großräumige Struktur des Universums .
Einer der frühesten Kandidaten für das Teilchen der Dunklen Materie sind die WIMPs, für schwach wechselwirkende massive Teilchen. Es ist nicht so sehr ein Name als ein Catch-All-Kategorie . In diesem Fall bedeutet „schwach wechselwirkend“ „wechselwirkt über die schwache Kernkraft“ (obwohl diese Wechselwirkung auch buchstäblich schwach ist). WIMPs wären eine neuartige Teilchenart, die nur über die schwache Kraft mit normaler Materie spricht, was erklären würde, warum wir sie nur selten sehen. In diesem Szenario überfluten WIMPs das Universum – und könnten sogar gerade durch Sie reisen, obwohl Sie es ohne ihre Schwerkraft nie erfahren würden.
Das Axion hingegen ist ein weiteres hypothetisches Teilchen (oder eigentlich Kategorie möglicher Teilchen), die durch theoretische Untersuchungen verschiedener Symmetriegesetze im Universum motiviert wurde. Es stellte sich einfach heraus, dass dieses hypothetische Teilchen, wenn es in ausreichender Zahl existierte, genau so funktionieren würde, wie wir wissen, dass die Dunkle Materie es sollte.
Jenseits von WIMPs und Axionen haben sich theoretische Physiker und Kosmologen alle möglichen komplizierteren Möglichkeiten ausgedacht. Vielleicht interagiert die Dunkle Materie zu einem gewissen Grad mit sich selbst. Vielleicht gibt es mehrere Arten von Teilchen der Dunklen Materie. Vielleicht sind neue Kräfte der Physik im Spiel. Vielleicht können Axionen auf seltsame Weise zusammenklumpen. Vielleicht dies, vielleicht das.
Ja, dunkle Materie ist ein großes Mysterium. Wir wissen dasetwasFunky geht mit dem Universum vor, aber wir sind uns nicht ganz sicher, was. Aber wir wissen, dass das Lösen des Mysteriums der Dunklen Materie ein ganz neues Universum der Physik erleuchten wird.
