Astrophysik Die dunkle Seite des Universums
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Ein Supercomputer soll die Entstehung des Universums berechnen
In den Erhebungen ist die Schwerkraft minimal anders als unter der glatten Oberfläche. Doch der Unterschied genügt, um im Lauf der Zeit Galaxien, Sterne und Planeten hervorzubringen. Die Frage ist nur, wie viel sichtbare und wie viel unsichtbare Materie vonnöten ist, damit das virtuelle Universum am Ende der Simulation genau so aussieht, wie das reale All in heutiger Zeit.
Wir planen bereits die nächste Simulation, bei der sich rund 400 Millionen Galaxien entwickeln
Volker Springel, Astrophysiker
Weil die Wissenschaftler nicht jene 13,5 Milliarden Jahre Zeit hatten, die dem echten Universum zur Verfügung standen, haben sie einen würfelförmigen Ausschnitt betrachtet. Zwei Milliarden Lichtjahre misst jede Kante, deshalb passten auch nur 20 Millionen Galaxien hinein. "Wir planen bereits die nächste Simulation, bei der sich rund 400 Millionen Galaxien entwickeln", sagt Springel.
Auf einem gewöhnlichen PC würden die Berechnungen um die 600 Jahre dauern, ein Großrechner in Jülich soll das in sieben Tagen schaffen. "Damit kommen wir endlich in die Größenordnung, die wir auch mit unseren Teleskopen und Satelliten sehen", sagt Springel. "Das ermöglicht einen besseren Vergleich zwischen simuliertem und realem Kosmos."
Bei den bereits vorhandenen Berechnungen zeigte sich, dass die Annahme der dunklen Materie weitgehend schlüssig sei, berichtet Springel. Aber gerade im Detail steckten noch einige Probleme. So drehen sich etwa die zentralen Teile einiger Zwerggalaxien im Computermodell schneller als in Wirklichkeit.
"Es gibt einige Erklärungsansätze dafür, etwa Supernovä, die die Materie in den kleinen Galaxien durcheinanderbringen und zu den beobachteten Effekten führen könnten", sagt er. Ob das wirklich eine schlüssige Begründung ist, will Springel in der nächsten Zeit genauer untersuchen. Eine Antwort wird er wohl erst finden, wenn er bereits in Heidelberg ist. Denn dort soll er im Frühjahr eine Professur an der Universität antreten.
Der Wissenschaftler hatte auch Angebote von der Harvard-Universität und aus dem britischen Cambridge. "Die Entscheidung ist mir nicht leicht gefallen", erzählt er. Gemeinsam mit seiner Frau entschloss er sich, in Deutschland zu bleiben. Weil ihre eineinhalbjährige Tochter hier aufwachsen soll. "Und weil die Arbeitsbedingungen für Forscher hier besser sind als ihr Ruf", sagt der Mann, der aus dem schwäbischen Backnang stammt und bereits zu Gastaufenthalten in Berkeley und Harvard war. Für seine künstlichen Universen benötigt er leistungsfähige Großrechner. "Auch in Europa gibt es einige starke Supercomputer", sagt Springel. "Und man bekommt meist unkomplizierter Rechenzeit zugeteilt als in Amerika."
(Erschienen im gedruckten Tagesspiegel vom 16.11.2009)
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- Datum 16.11.2009 - 12:18 Uhr
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- Quelle ZEIT ONLINE, Tagesspiegel
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Der Begriff "dunkle Materie" heißt wörtlich übersetzt "wir wissen nicht, was es ist". Alles, was wir wissen, ist, dass die Newtonsche Gravitationstheorie im Universum sehr schlecht funktioniert. Es hat schon den Versuch gegeben, die Newtonsche Gravitationstheorie zu modifizieren (MOND), aber das, was da in den 80ern gemacht wurde, hat letztlich auch nicht funktioniert. Einfach überall dort, wo die Theorie nicht taugt, dunkle Materie oder dunkle Energie hinzuzufügen, bis es passt, ist IMHO reiner Hokuspokus. Man lenkt von dem katastrophalen Versagen der Theorie ab - man ist um eine Größenordnung daneben.
Wobei bei näherer Betrachtung das alles noch schlimmer ist: Dieser "Faktor 6", den man da angibt, bezieht sich *nicht* auf die Diskrepanz zwischen sichtbarer Materie und Wechselwirkung. Er bezieht sich auf den qualitativen Verlauf der Rotationskurven, den man bei unbekanntem Verhältnis zwischen Masse und Leuchtkraft errechnet, und der beobachteten Kurve - wobei das Hinzufügen dunkler Materie gewissen Regeln unterliegt. Berücksichtigte man die eigentlich bekannten Zusammenhänge zwischen Masse und Leuchtkraft etwa von Sternen, bekäme man noch eine weitere Diskrepanz in ähnlicher Größenordnung.
... wie der Amerikaner sagen würde.
Leider kam es nicht im Artikel zur Sprache, aber die Rotationskurven von Galaxien sind nicht das einzige Indiz für die Existenz der dunklen Materie. Vielmehr wurde die dunkle Materie zunächst aus der sog. Friedmann-Gleichung abgeleitet. Es zeigt sich, dass nach allem momentanen Verständnis der Gravitation ein substanzieller Anteil an dunkler Materie im Universum vorhanden sein muss, da andernfalls die Geometrie des Universums nicht mit den Beobachtungen in Einklang zu bringen ist. Gleichzeitig benötigt man zwar auch noch eine "dunkle" Vakuumenergie, die der Gravitation der dunklen Materie entgegenwirkt, um wiederum andere Beobachtungen zu beachten, aber im allgemeinen ergibt sich ein konsistentes Bild. Es mag zwar sein, dass unser momentanes Verständnis des Gravitationsfeldes unvollständig ist, da es darauf aber derzeit keinen Anhaltspunkt gibt, sprechen die Indizien eindeutig für die Existenz der DM.
Dass wir momentan einfach nicht wissen, was die DM eigentlich ist, liegt an, so sie denn existiert, der Tatsache, dass sie außer durch ihre Gravitation wohl nur schwach wechselwirkt (WIMPs).
Ich dachte früher übrige
Natürlich wissen wir nicht, woraus diese rätselhafte "dunkle Materie" eigentlich besteht, wenn sie existiert, aber das ist nicht der einzige Grund, warum sie so heißt.
Insbesondere sendet sie kein Licht aus. Sie absorbiert allerdings auch keines, weshalb sie eher "ideal durchsichtig" als dunkel ist. völlig unsichtbar ist sie im Grunde auch nicht, denn sie beugt Licht, und zwar aufgrund ihrer Gravitation. Das nennt man den Gravitationslinseneffekt.
... wie der Amerikaner sagen würde.
Leider kam es nicht im Artikel zur Sprache, aber die Rotationskurven von Galaxien sind nicht das einzige Indiz für die Existenz der dunklen Materie. Vielmehr wurde die dunkle Materie zunächst aus der sog. Friedmann-Gleichung abgeleitet. Es zeigt sich, dass nach allem momentanen Verständnis der Gravitation ein substanzieller Anteil an dunkler Materie im Universum vorhanden sein muss, da andernfalls die Geometrie des Universums nicht mit den Beobachtungen in Einklang zu bringen ist. Gleichzeitig benötigt man zwar auch noch eine "dunkle" Vakuumenergie, die der Gravitation der dunklen Materie entgegenwirkt, um wiederum andere Beobachtungen zu beachten, aber im allgemeinen ergibt sich ein konsistentes Bild. Es mag zwar sein, dass unser momentanes Verständnis des Gravitationsfeldes unvollständig ist, da es darauf aber derzeit keinen Anhaltspunkt gibt, sprechen die Indizien eindeutig für die Existenz der DM.
Dass wir momentan einfach nicht wissen, was die DM eigentlich ist, liegt an, so sie denn existiert, der Tatsache, dass sie außer durch ihre Gravitation wohl nur schwach wechselwirkt (WIMPs).
Ich dachte früher übrige
Natürlich wissen wir nicht, woraus diese rätselhafte "dunkle Materie" eigentlich besteht, wenn sie existiert, aber das ist nicht der einzige Grund, warum sie so heißt.
Insbesondere sendet sie kein Licht aus. Sie absorbiert allerdings auch keines, weshalb sie eher "ideal durchsichtig" als dunkel ist. völlig unsichtbar ist sie im Grunde auch nicht, denn sie beugt Licht, und zwar aufgrund ihrer Gravitation. Das nennt man den Gravitationslinseneffekt.
... wie der Amerikaner sagen würde.
Leider kam es nicht im Artikel zur Sprache, aber die Rotationskurven von Galaxien sind nicht das einzige Indiz für die Existenz der dunklen Materie. Vielmehr wurde die dunkle Materie zunächst aus der sog. Friedmann-Gleichung abgeleitet. Es zeigt sich, dass nach allem momentanen Verständnis der Gravitation ein substanzieller Anteil an dunkler Materie im Universum vorhanden sein muss, da andernfalls die Geometrie des Universums nicht mit den Beobachtungen in Einklang zu bringen ist. Gleichzeitig benötigt man zwar auch noch eine "dunkle" Vakuumenergie, die der Gravitation der dunklen Materie entgegenwirkt, um wiederum andere Beobachtungen zu beachten, aber im allgemeinen ergibt sich ein konsistentes Bild. Es mag zwar sein, dass unser momentanes Verständnis des Gravitationsfeldes unvollständig ist, da es darauf aber derzeit keinen Anhaltspunkt gibt, sprechen die Indizien eindeutig für die Existenz der DM.
Dass wir momentan einfach nicht wissen, was die DM eigentlich ist, liegt an, so sie denn existiert, der Tatsache, dass sie außer durch ihre Gravitation wohl nur schwach wechselwirkt (WIMPs).
Ich dachte früher übrige
Hmm, da habe ich versehentlich auf "abschicken" gedrückt.
Hier der Rest:
Ich habe früher übrigens auch so wie Sie gedacht, bis ich mir die entsprechenden Theorien selbst zu Gemüte geführt und gesehen habe, dass die Sache doch eher Wissenschaft als Hokuspokus ist. Zwar wissen wir nicht, was die dunkle Materie eigentlich ist, aber in der Wissenschaft ist das per se ja noch kein KO-Kriterium, vielmehr zeigt es nur, wo noch Arbeit zu tun ist. Und sollte die Annahme der DM falsch sein, so wird sie, sobald sie akonto gegenläufiger Beobachtungen nicht weiter haltbar ist, den Weg aller falscher Annahmen gehen: Weg aus den Lehrbüchern und hinein in die Geschichtsbücher.
Hmm, da habe ich versehentlich auf "abschicken" gedrückt.
Hier der Rest:
Ich habe früher übrigens auch so wie Sie gedacht, bis ich mir die entsprechenden Theorien selbst zu Gemüte geführt und gesehen habe, dass die Sache doch eher Wissenschaft als Hokuspokus ist. Zwar wissen wir nicht, was die dunkle Materie eigentlich ist, aber in der Wissenschaft ist das per se ja noch kein KO-Kriterium, vielmehr zeigt es nur, wo noch Arbeit zu tun ist. Und sollte die Annahme der DM falsch sein, so wird sie, sobald sie akonto gegenläufiger Beobachtungen nicht weiter haltbar ist, den Weg aller falscher Annahmen gehen: Weg aus den Lehrbüchern und hinein in die Geschichtsbücher.
Hmm, da habe ich versehentlich auf "abschicken" gedrückt.
Hier der Rest:
Ich habe früher übrigens auch so wie Sie gedacht, bis ich mir die entsprechenden Theorien selbst zu Gemüte geführt und gesehen habe, dass die Sache doch eher Wissenschaft als Hokuspokus ist. Zwar wissen wir nicht, was die dunkle Materie eigentlich ist, aber in der Wissenschaft ist das per se ja noch kein KO-Kriterium, vielmehr zeigt es nur, wo noch Arbeit zu tun ist. Und sollte die Annahme der DM falsch sein, so wird sie, sobald sie akonto gegenläufiger Beobachtungen nicht weiter haltbar ist, den Weg aller falscher Annahmen gehen: Weg aus den Lehrbüchern und hinein in die Geschichtsbücher.
Natürlich wissen wir nicht, woraus diese rätselhafte "dunkle Materie" eigentlich besteht, wenn sie existiert, aber das ist nicht der einzige Grund, warum sie so heißt.
Insbesondere sendet sie kein Licht aus. Sie absorbiert allerdings auch keines, weshalb sie eher "ideal durchsichtig" als dunkel ist. völlig unsichtbar ist sie im Grunde auch nicht, denn sie beugt Licht, und zwar aufgrund ihrer Gravitation. Das nennt man den Gravitationslinseneffekt.
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