Astronomie: ISS liefert neue Erkenntnisse über Dunkle Materie
Messungen eines Detektors an der ISS fingen Positronen ein, die Rückschlüsse auf die Dunkle Materie erlauben. Sie bleibt eine der größten Unbekannten der Astrophysik.
© Nasa/dpa
Der "Alpha Magnetic Spectrometer Detektor" ("AMS-02") an der Außenwand der Raumstation ISS
Ein Detektor auf der Internationalen Raumstation ISS hat neue Hinweise auf der Suche nach Dunkler Materie geliefert. Die Forscher um den Physik-Nobelpreisträger Samuel Ting beobachteten einen Überschuss von Positronen im Weltall, die aus allen Richtungen auf die Erde einprasseln. Das berichtete das Genfer Kernforschungszentrum Cern.
Positronen sind die positiv geladenen Anti-Teilchen der Elektronen. Sie könnten nach Ansicht vieler Physiker entstehen, wenn sich zwei Teilchen der Dunklen Materie im Weltall begegnen. Aufgefangen hat sie das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), das am 19. Mai 2011 an der Außenseite der ISS installiert wurde.
Die Dunkle Materie gilt als eines der größten Rätsel der modernen Physik. Wissenschaftler forschen seit 80 Jahren auf diesem Gebiet. Sie wollen klären, weshalb Galaxien in großen Gruppen durch den Kosmos fliegen, obwohl die Sterne darin zu wenig Schwerkraft aufbringen, um die riesigen Gebilde zusammenzuhalten. Ohne Dunkle Materie bleibt auch rätselhaft, weshalb sich die spiralförmigen Arme unserer Galaxie viel schneller drehen, als sich mit der Schwereanziehung der sichtbaren Materie erklären lässt.
- Inflation
Exponentielle Aufblähung des Universums unmittelbar nach dem Urknall. Sie wurde postuliert, um Widersprüche im Urknallmodell zu beseitigen. Ihre Ursache ist noch unklar.
- Dunkle Energie
Sie wirkt wie ein Überdruck im Kosmos und gilt als Ursache der beschleunigten Expansion des Universums. Bislang ist sie nur eine Hypothese.
- Dunkle Materie
Hypothetische Materieform, die sich bislang nur durch die Schwerkraft bemerkbar macht. Physiker hoffen, dass sie die Elementarteilchen der Dunklen Materie im Teilchenbeschleuniger LHC in Genf finden werden.
- Roter Riese
Zwischenstadium eines Sterns, der 0,5- bis fünfmal so schwer ist wie unsere Sonne. Da der Wasserstoff im Kern aufgebraucht ist, fusionieren nun Atome in der Hülle des Sterns. Das Gas in der äußeren Schicht wird erhitzt und dehnt sich aus – der Stern bläht sich auf. Dadurch verteilt sich die Energie auf eine größere Oberfläche, sodass die Temperatur sinkt. Der Stern leuchtet nur noch rötlich.
- Weißer Zwerg
Endstadium eines Roten Riesen. Die Hülle des Sterns ist abgesprengt, übrig bleibt eine Kugel, so groß wie unsere Erde. Da sich die verbleibende Energie auf eine kleinere Oberfläche konzentriert, steigt die Temperatur – und der Stern leuchtet sehr hell.
Die Dunkle Materie soll fünfmal häufiger im Weltall vorkommen als jene Materie, aus der Menschen, Planeten und Sterne aufgebaut sind. Das geht aus Beobachtungen des frühen Universums hervor, die das Team des Esa-Satelliten Planck erst Mitte März präsentiert hatte. Bisher wissen Forscher nicht, woraus die Dunkle Materie besteht. Die populärste Theorie geht von bisher unbekannten Elementarteilchen aus, die nicht mit Licht wechselwirken und daher für das menschliche Auge unsichtbar sind.
Astronomen vermuten große Mengen Dunkler Materie an den Rändern der Milchstraße. Bemerkbar könnten sie sich machen, wenn zwei der Teilchen zusammenstoßen. Dabei würden sich diese gegenseitig auslöschen, und aus der freigesetzten Energie könnten Positronen entstehen. Das geht zumindest aus der Supersymmetrie hervor, einer ambitionierten Theorie, die das bisherige Weltmodell der Physiker erweitern soll.
Physiker wissen nicht, was dunkle Materie ist, sie können aber schon ganz genau sagen, welche Teile bei der Kollision entstehen. Im Mittelalter hat man solche Typen zu Recht in dunklen Kellern an die Wand gehängt.
Niemand hat behauptet, dass Physiker wissen, woraus die sog. Dunkle Materie besteht, wenn es sie denn tatsächlich gibt. Falls es sie jedoch gibt, kann man aus den bisherigen Beobachtungen einige mögliche Eigenschaften und Konsequenzen ableiten. Das kann man ja mal untersuchen. Findet man Phänomene, die dem entsprechen, ist das für die Anfangshypothese ja schon mal gut. Falls die Resultate dem aber widersprechen, hat man einen klassischen Gegenbeweis à la Karl Popper, so dass man die Hypopthese verwerfen kann. So funktioniert Wissenschaft. Hier scheint es so zu sein, dass man die Hypothese erst einmal nicht verwerfen kann, was sie aber noch lange nicht bestätigt. Das wiederum ist Logik.
Noch ein Hinweis: Die Schwarzen Löcher wurden korrigiert - ich weiß leider nicht, wie die sich hierhin verirrt hatten.
Niemand hat behauptet, dass Physiker wissen, woraus die sog. Dunkle Materie besteht, wenn es sie denn tatsächlich gibt. Falls es sie jedoch gibt, kann man aus den bisherigen Beobachtungen einige mögliche Eigenschaften und Konsequenzen ableiten. Das kann man ja mal untersuchen. Findet man Phänomene, die dem entsprechen, ist das für die Anfangshypothese ja schon mal gut. Falls die Resultate dem aber widersprechen, hat man einen klassischen Gegenbeweis à la Karl Popper, so dass man die Hypopthese verwerfen kann. So funktioniert Wissenschaft. Hier scheint es so zu sein, dass man die Hypothese erst einmal nicht verwerfen kann, was sie aber noch lange nicht bestätigt. Das wiederum ist Logik.
Noch ein Hinweis: Die Schwarzen Löcher wurden korrigiert - ich weiß leider nicht, wie die sich hierhin verirrt hatten.
Niemand hat behauptet, dass Physiker wissen, woraus die sog. Dunkle Materie besteht, wenn es sie denn tatsächlich gibt. Falls es sie jedoch gibt, kann man aus den bisherigen Beobachtungen einige mögliche Eigenschaften und Konsequenzen ableiten. Das kann man ja mal untersuchen. Findet man Phänomene, die dem entsprechen, ist das für die Anfangshypothese ja schon mal gut. Falls die Resultate dem aber widersprechen, hat man einen klassischen Gegenbeweis à la Karl Popper, so dass man die Hypopthese verwerfen kann. So funktioniert Wissenschaft. Hier scheint es so zu sein, dass man die Hypothese erst einmal nicht verwerfen kann, was sie aber noch lange nicht bestätigt. Das wiederum ist Logik.
Wie bei SpOn fehlt dem Artikel ein Hinweis, wie die Wissenschaftler denn die verschiedenen Quellen der Positronen identifizieren wollen und können. Eine wichtige Quelle fehlt hier, nämlich die Radioaktivität.
Weiterhin sind Positronen elektrisch geladen und können somit von Magnetfeldern abgelenkt werden. Sie gibt es in der Milchstraße zu Hauf und in verschiednsten Stärken und Formen. Der ursprüngliche Ort, von dem einzelne Positronen entsandt wurden, ist damit nicht mehr nachvollziehbar. Zudem könnten diese Magnetfelder zu einer gleichmäßigen Verteilung führen, die mit der tatsächlichen Anfangsverteilung nichts mehr zu tun hat.
Und ja, mit Schwarzen Löchern hat das hier in der Tat nun wirklich gar nichts zu tun.
Mal eine dumme Frage: War für die Messungen eine ISS notwendig? Nichts gegen die ISS, aber ich habe keinen triftigen Grund erkennen können, warum der Detektor gerade an der ISS ist und nicht fröhlich alleine um die Erde kreist...
Aber man hat doch die ISS, warum sie also nicht benutzen und sich all die Wartungs- und Energieprobleme die nunmal so entstehen können oder von vorneherein da sind sparen?
Aber man hat doch die ISS, warum sie also nicht benutzen und sich all die Wartungs- und Energieprobleme die nunmal so entstehen können oder von vorneherein da sind sparen?
Aber man hat doch die ISS, warum sie also nicht benutzen und sich all die Wartungs- und Energieprobleme die nunmal so entstehen können oder von vorneherein da sind sparen?
"Messungen eines Detektors an der ISS weisen darauf hin, dass sie aus Anti-Teilchen besteht."
Das stimmt leider so nicht. Die dunkle Materie kann nicht aus Antiteilchen zu bekannten Teilchen bestehen, sonst wäre sie nicht dunkel. Tatsächlich gibt es so gut wie keine (baryonische) Antimaterie im beobachtbaren Universum, siehe z.B. http://iopscience.iop.org....
Wie später im Artikel korrekt gesagt wird, können Positronen entstehen, wenn Dunkle Materie Teilchen miteinander kollidieren. Das ist allerdings nicht, wie suggeriert, spezifisch für supersymmetrische Theorien.
Positronen können auch anders erzeugt werden, z.B. durch Pulsare (Neutronensterne). Das besondere an den Messungen von AMS2/Fermi/Pamela ist, dass es mehr Positronen zu geben scheint als aus solchen Quellen erwartet - das könnte ein Zeichen für dunkle Materie als Ursache sein.
Mit schwarzen Löchern hat das übrigens nicht wirklich viel zu tun, daher würde ich die Kategorie des Artikels ändern.
Lieber Leser,
ich habe eben noch einmal mir dem Autor der dpa-Meldung telefoniert, der sich übrigens sehr gut in der Teilchenphysik auskennt und auch schon als Autor für ZEIT ONLINE und DIE ZEIT zu Higgs und verwandten Themen geschrieben hat.
In diesem Fall ist aber in der Tat im Teaser der Meldung etwas schiefgelaufen. Im Text steht der Sachverhalt richtig. Wir haben es geändert.
Danke auch für Ihren Hinweis.
Lieber Leser,
ich habe eben noch einmal mir dem Autor der dpa-Meldung telefoniert, der sich übrigens sehr gut in der Teilchenphysik auskennt und auch schon als Autor für ZEIT ONLINE und DIE ZEIT zu Higgs und verwandten Themen geschrieben hat.
In diesem Fall ist aber in der Tat im Teaser der Meldung etwas schiefgelaufen. Im Text steht der Sachverhalt richtig. Wir haben es geändert.
Danke auch für Ihren Hinweis.
Wenn sich Positronen wie Elektronen verhalten, dann besitzen sie quasi keine Masse.
Auch der Begriff "Hereinprasseln" darf nicht so wörtlich wie z.B. bei einem Platzregen genommen werden. Es ist also nicht so, dass es hier Positronen regnet, und wegen des Eliminierungseffektes müssten überall Lichtblitze am Himmel sein.
Die Dinger sind echt klein. So gut wie unendlich klein.
und die Elektronenmasse ist nicht 9,109 382 91(40) · 10exp(−31) kg?
und die Elektronenmasse ist nicht 9,109 382 91(40) · 10exp(−31) kg?
und die Elektronenmasse ist nicht 9,109 382 91(40) · 10exp(−31) kg?
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