Indiz gegen Dunkle Materie?

Die Rotation gasreicher Galaxien korreliert mit der sichtbaren Masse - in Übereinstimmung mit einer alternativen Gravitationstheorie

Spiralgalaxie
Spiralgalaxie

College Park (USA) - Die Rotation gasreicher Galaxien lässt sich durch einen einfachen Zusammenhang mit der Masse des Sternsystems beschreiben. Das zeigen Messungen an 47 Galaxien, die ein amerikanischer Astronom demnächst im Fachblatt "Physical Review Letters" präsentiert. Ein derartiger Zusammenhang ist im Standardmodell der Kosmologie, in dem Galaxien überwiegend aus Dunkler Materie bestehen, nicht zu erwarten. Die beobachtete Korrelation ist jedoch eine natürliche Vorhersage einer umstrittenen alternativen Theorie für die Schwerkraft, der modifizierten Newtonschen Dynamik, kurz MOND.

"Möglicherweise existiert keine Dunkle Materie", schließt Stacy McGaugh von der University of Maryland. Wenn doch, so der Forscher, sei es eine Herausforderung, die beobachtete Korrelation zu erklären - denn sie sei keine natürliche Konsequenz des Standardmodells. Gemäß dieser von der Mehrheit der Astronomen vertretenen Vorstellung ist rund 80 Prozent der Masse im Universum unsichtbar. Diese Dunkle Materie besteht aus bislang unbekannten Elementarteilchen, die mit normaler, sichtbarer Materie nur über die Schwerkraft wechselwirken.

Bereits 1983 schlug der israelische Physiker Mordehai Milgrom mit seiner MOND-Theorie eine Alternative zur Dunklen Materie vor. Der Kern von MOND ist die Annahme, dass die Gravitation bei sehr schwachen Beschleunigungen stärker ist als vom Newtonschen Gravitationsgesetz vorhergesagt - und damit insbesondere in den Außenbereichen von Galaxien mehr Masse vortäuscht. Bisherige Versuche, MOND durch Beobachtungen zu überprüfen, orientierten sich an der in Form von Sternen vorliegenden sichtbaren Masse von Galaxien. Doch die Masse von Sternen lässt sich nur schwer anhand ihrer Strahlung abschätzen. Dadurch waren diese Messungen ungenau und angreifbar.

McGaugh ist diesem Problem nun dadurch ausgewichen, dass er Galaxien ausgewählt hat, deren Masse nicht von den Sternen, sondern von Wasserstoffgas dominiert wird. Die Masse dieses Gases lässt sich direkt messen und liefert deshalb wesentlich genauere Ergebnisse. Für die untersuchten 47 Sternsysteme findet der Forscher eine starke Korrelation der Galaxienmasse mit der Rotation in den Außenbereichen. Das Entscheidende an McGaughs Arbeit sei nicht, dass sie einen Beweis für MOND liefere, betont der Astrophysiker Jerry Sellwood von der Rutgers University in New Jersey im Onlineportal der Zeitschrift "Science", sondern dass sie auf ein Phänomen hinweist, das sich mit Dunkler Materie nicht erklären lässt.