Neue Zweifel an Dunkler Materie

Beobachtungen zeigen überraschenden Zusammenhang zwischen sichtbarer und Dunkler Materie

Spiralgalaxie M63
Spiralgalaxie M63

Bonn - Entweder die bisherigen Annahmen über die rätselhafte Dunkle Materie sind falsch - oder es gibt diese Dunkle Materie gar nicht. Zu diesem weit reichenden Schluss kommt ein internationales Forscherteam nach der Untersuchung der Materieverteilung in einer großen Zahl unterschiedlicher Galaxien. Dabei stießen die Wissenschaftler auf einen überraschenden Zusammenhang zwischen den Verteilungen der normalen, sichtbaren Materie und der Dunklen Materie, der sich mit den bisherigen Vorstellungen der Kosmologen nicht erklären lässt.

"Die Dunkle Materie und die sichtbare Materie scheinen sich auf rätselhafte Weise miteinander auszutauschen", erklärt Benoit Famaey von der Universität Bonn, einer der beteiligten Astronomen. "Irgendwie scheint die Dunkle Materie zu wissen, wie die sichtbare Materie verteilt ist." Eine solche Beziehung zwischen den beiden Materieformen dürfte es jedoch eigentlich nicht geben, so der Forscher.

Rund 80 Prozent der Masse in unserem Universum besteht nach den derzeitigen Vorstellungen der Astronomen aus Dunkler Materie, einer rätselhaften Substanz aus bislang unbekannten Teilchen. Galaxien rotieren erheblich schneller, als es die sichtbare Materie erlauben würde - nur die zusätzliche Schwerkraft der Dunklen Materie hält, so die Theorie, die Sternsysteme zusammen. Die Dunkle Materie sendet selbst keine Strahlung aus - daher ihr Name - und tritt mit der normalen, sichtbaren Materie ausschließlich über die Schwerkraft in Wechselwirkung.

Die Verteilungen von sichtbarer und Dunkler Materie in Galaxien sollten deshalb unabhängig voneinander sein und von der Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte der Sternsysteme abhängen. Die Untersuchung von Famaey und seinen Kollegen zeigt jetzt jedoch, dass es für unterschiedlichste Galaxien - von kleinen Zwergsystemen bis zu großen Spiralen - einen starken Zusammenhang zwischen diesen Verteilungen gibt. "Irgend etwas geht dort vor, das nicht in das bisherige Paradigma passt", so Famaey. Entweder die Wechselwirkungen zwischen sichtbarer und Dunkler Materie sind komplexer als bislang vermutet. Oder es gibt gar keine Dunkle Materie. Denn der von Famaey und seinen Kollegen gefundene Zusammenhang stimmt sehr gut mit den Vorhersagen einer alternativen Gravitationstheorie überein, die bereits 1983 von dem israelischen Physiker Mordehai Milgrom als Alternative zur Dunklen Materie vorgeschlagen wurde.