Episode Details

CL013 - Die Entdeckung der dunklen Materie und Euclid

Die Episode über Dunkle Materie, Vera Rubin und Euclid

Einleitung

Wir beginnen die Episode damit, dass wir feststellen, dass wir beim letzten Mal vergessen haben über Elkas Job beim Planetarium Wien zu sprechen, was wir sogleich nachholen. Eines des Hauptthemen dieser Episode ist aber der Start der aktuellen ESA Mission Euclid und das Dunkle Universum.

Euclid

Am 1. Juli soll Euclid mit einer Falcon-9 Rakete von SpaceX von Florida (USA) aus starten. Ihr Ziel ist der 1,5 Mio. km entfernte Erde-Sonne Lagrange Punkt 2 - ein ganz besonderer Ort im Weltraum, denn dort heben sich die Gravitationskräfte zwischen Erde und Sonne auf. Es ist daher ein beliebter "Parkplatz" für Weltraum-Instrumente, da sie sich hier fast ohne Antrieb in einem Orbit um die Sonne bewegen. Das James Webb Space Telescope etwa befindet sich bereits dort. Wer es genauer wissen möchte, findet hier ein gutes Video dazu von Space Night Science in der ARD Mediathek.

Ist Euclid erst mal angekommen, wird es sich mit dem Dunklen Universum beschäftigen. Mit seinen beiden Instrumenten wird es im sichtbaren und im Nah-Infrarot Bereich Beobachtungen durchführen. Das Ziel ist die Erstellung der größten und genauesten 3D-Karte des Universums. Dabei wird es Milliarden von Galaxien in einer Entfernung von bis zu 10 Milliarden Lichtjahren durchmustern. Anhand dieser Karte soll erforscht werden, wie sich das Universum ausgedehnt und wie sich großräumige Strukturen im Laufe der kosmischen Geschichte entwickelt haben. Dabei soll zwei Komponenten besondere Aufmerksamkeit entgegen gebracht werden, über die wir generell noch wenig wissen und die Kosmologie immer noch vor große Fragen stellt.

Dunkle Energie und Dunkle Materie

Das Dunkle Universum macht stattliche 95% des Universums aus, nur 5% sind sichtbare Materie, die wir kennen - das ist all das Material aus dem die Sterne, Planeten und wir Menschen bestehen. Der Rest teilt sich auf in Dunkler Energie (72%) und Dunkler Materie (23%).

Sie beeinflussen die Bewegung und Verteilung der sichtbaren Quellen (was wir eindeutig beobachten können), aber sie emittieren oder absorbieren kein Licht (weswegen wir sie nicht beobachten können), und die Wissenschaft weiß daher noch nicht, was sie sind und woraus sie genau bestehen. Ihre Natur und ihre Eigenschaften zu verstehen sind daher eine der größten Herausforderungen der Kosmologie.

Dunkle Energie und Dunkle Materie sind dabei etwas von Grund auf Verschiedenes. Denn während die Dunkle Energie die Beschleunigung des Universums voranrtreibt, ist es die Dunkle Materie die Galaxien und Galaxienhaufen zusammenhält. Sie wirken also auf ganz unterschiedlichen Ebenen.

Die Geschichte der Dunklen Materie

Hinweise zur Dunklen Materie gab es bereits relativ früh- bis man ihr auf die Schliche gekommen ist, dauerte es aber, wie so oft in der Geschichte, dann doch wieder etwas länger, in diesem Fall gut vierzig Jahre.

Begonnen hat alles in den 1930er Jahren und dem schweizer Astronom Fritz Zwicky, der die Geschwindigkeit von Galaxien im Coma Haufen (der aus 1000 Galaxien besteht) gemessen hat.

So wie Planeten in einem Sonnensystem, sind auch Galaxien in einem Galaxienhaufen gravitativ aneinander gebunden. Wäre es nicht so, dann gäbe es keinen Haufen, keine Galaxie und kein Sonnensystem. Wenn die Gravitationskraft der Sonne die Planeten nicht festhalten würde, dann würden sie ins All entkommen.