Geheimnisvolle dunkle Materie

Es gibt sehr viele Irrtümer zu diesem Thema.

Der erste Irrtum ist, wenn man nicht weiß was Dunkle Materie ist, kann auch niemand behaupten es seien kleinste Teilchen, fremdartige Materie oder irgendwas.

Beschränken wir uns auf die Tatsache, was wir über dunkle Materie wissen, kommt unterm Strich nur eines raus, wir wissen es nicht.

Was dunkle Materie tut, das wissen wir sehr wohl.

Sie wirkt gravitativ, übt also Gravitation aus.

Und somit kann es alles sein, was Gravitation ausübt, aber nicht sichtbar ist, und was wir am Himmel sehen, sind Sterne weil sie leuchten, Planeten und schwarze Löcher sehen wir nicht, üben aber Gravitation aus, wobei wir hier schon eine erste Idee haben, was dunkle Materie sein könnte, was wir aber nicht wissen.

In diesem Bild sehen wir einen Bereich, der so genannte Gravitationslinsen enthält, das sind diese Kringel.

Das ist gravitativ verzogen und verbogenes Licht, also umgelenktes Licht, verzerrtes Licht durch Massen, die wir nicht sehen.

So viel wissen wir über dunkle Materie, bis genau ... hier.

Mehr nicht.

Physiker werden natürlich immer zuerst behaupten, das sei eine unbekannte Materie, irgendwas, was wir noch nicht entdeckt haben.

Physiker leben ja auch davon, an dieser Stelle zu arbeiten.

Wenn sie also solche Dinge behaupten, dann tun sie das, weil sie ihren Job sicher gestalten möchten.

Wie kommt man überhaupt darauf, dass es sowas wie dunkle Materie gibt?

Man hat sich die Bewegung der Sterne angesehen in der Milchstraße und in den anderen Galaxien.

Dabei hat man festgestellt, sie bewegen sich nicht so, wie sie müssten, sie bewegen sich so, als wären da wenigstens doppelt so viele Sterne, die alle untereinander gravitativ wirken.

Sich also gegenseitig beeinflussen.

Etwas ähnliches hatte ich bereits etwa 1984 auch behauptet, ohne klare Ergebnisse zu haben, ohne dass ich wirklich wusste zu der Zeit, wovon ich da rede, und basierend auf etwas ganz anderes, nämlich dass die Milchstraße eigentlich auseinander fliegen müsste.

Damals sagte ich, es müsse da Dinge geben, die alles zusammen halten, damit die Galaxie nicht auseinander fließt.

Zum einen eine extrem schwere Masse auf sehr kleinem Volumen im Zentrum der Galaxie, und zwischen den Sternen weitere Massen, Massen die eben KEINE Sterne sind, aber wie ein Bindemittel den ganzen Sternensalat gravitativ zusammen hält.

Sprich, jede Galaxie habe im Zentrum ein extrem schweres schwarzes Loch als Dreh und Ankerpunkt, und zwischen den Sternen befindet sich noch mehr unsichtbares Zeugs, dass Gravitation ausübt und alles zusammen hält.

Die zentralen schwarzen Löcher haben sich mittlerweile alle bestätigt, Jahrzehnte später, ich lag da also richtig.

Damals schon, ... 1984 ...

Nicht wenige Wissenschaftler sehen es ähnlich wie ich und sagen, dass dunkle Materie eben nichts exotisches sei, Fremdartiges, sondern irgendwas, was wir längst kennen, ...

So sehe ich das auch, wir wissen was das ist.

Wir kommen nur nicht drauf ...

Schauen wir uns also mal dieses Bild an, vielleicht sehen wir ja irgendwas und bekommen hinter vorgehaltener Hand einen kleinen Hinweis zugeflüstert, ....

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Ich führe nun mal Interview mit mir selbst Tolles Bild sehen wir da?

Gravitationslinsen ...

Was sehen wir noch?

Galaxien ...

Was für Galaxien, sind die irgendwie anders ?

Linsenförmige, sehr große Galaxien mit sehr sehr viele Massen.

Was sind sehr große linsenförmige Galaxien?

Sie sind aus der Verschmelzung zahlreicher Galaxien entstanden.

Wo befinden sich diese Galaxien?

Genau im Inneren der Gravitationslinsen.

Diese Galaxien sind also durch Verschmelzung entstanden?

Ja, ...

Diese Galaxien sehen zudem alle sehr dicht zusammen aus.

Ja, das sind sie, ...

Da sind also sehr viele Sterne?

Unvorstellbar viele Sterne.

Und die sorgen auch für diese Gravitationslinsen?

Ja, davon gehe ich aus, ...

Und was ist mit den zentralen schwarzen Löchern?

Dort müssen Hunderte Monster sein an schwarzen Löchern.

Was sehen wir denn da nicht?

Kein freies Gas und keine neuen Sterne, ...

Das bedeutet, diese Sterne sind alle recht alt?

Ja, genau das, ... Die letzte Generation Sterne die es dort gibt.

Warum keine neuen und jungen Sterne?

Weil es dort kein freies Gas mehr gibt.

Freies Gas ist also keine dunkle Materie?

Richtig, das kann es schon mal nicht sein.

Was könnte es denn dann sein?

Schwarze Löcher von bisher ungeahnter Größe und Anzahl.

Durch die Verschmelzung der Galaxien?

Ja, und zwar massenhaft, nicht nur ein paar Wenige.

Warum sollten die unfassbar groß sein?

* Sie haben alles freie Gas weggesaugt bei der Verschmelzung.

* Und die sind untereinander auch verschmolzen.

* Und von den Dingern gibt es dort mit Sicherheit sehr viele.

Woran sieht man das?

Das kann man nur sehen, durch die Gravitationslinsen.

Das bedeutet, die sieht man gar nicht?

Richtig, man sieht sie nicht, üben aber Gravitation aus.

Sind denn da nur zentrale schwarze Löcher?

Da alle Sterne dort uralt sind, keine neuen entstehen, werden zwischen den Sternen auch viele weitere schwarze Löcher sein.

Weil eben sehr große Sterne schon gerne mal zu schwarzen Löchern werden, oder auch zu Neutronensternen, ...

Und die üben alle Gravitation aus?

Ja, ... und man sieht sie nicht.

Ist das nicht genau das, was man dunkle Materie nennt?

Könnte sein, ... Ja, ...

Jetzt ist aber doch unsere Milchstraße ganz anders?

Ja, genau da gibt es ein Problem, denn es gibt noch freies Gas.

Nicht nur hier, auch in vergleichbaren Galaxien.

Haben die denn auch solche Gravitationslinsen?

Nein, ... schon gar nicht nicht so in dem Ausmaß.

Aber sie sind auch kleiner, weniger Sterne?

Richtig, das Cluster Abell 1689 kann man mit Tokyo oder Kairo vergleichen, jede einzelne Galaxie in diesem Bereich den wir sehen.

Unsere Milchstraße eher mit Gerstengrund in Thüringen.

Umgeben von weiteren kleinen Dörfern und Gemeinden.

Haben wir auch ein zentrales schwarzes Loch?

Ja, ... verglichen mit den Monsterteilen im Abell 1689 Cluster kann man sagen, unser schwarzes Loch ist ein Maikäfer im Vergleich zu einem Ozeantanker, so darf und kann man sich das vorstellen ...

Und wir haben nur ein zentrales schwarzes Loch?

Das ist nicht sicher, möglicherweise haben wir mehrere davon.

Sind schwarze Löcher immer sehr groß?

Nein, nur wenige haben Millionen oder Milliarden Sonnenmassen.

Die sitzen alle im Zentrum irgendwo.

Das sieht man an den Sternen?

Ja, ... denn die Sterne kreisen ja alle drum herum, das macht ja eine Galaxie genau aus.

Was ist mit den kleinen schwarzen Löcher, wie klein sind die?

Das kleinste bislang entdeckte hat 3 Sonnenmassen ist nur 1000 Lichtjahre etwa entfernt und nur so groß wie ein Asteroid.

Aber wie hat man das denn gefunden?

Dort ist ein Stern gravitativ gebunden und kreist drum herum.

Wir haben also den Stern gesehen, nicht das schwarze Loch?

Genau so ist es, so hat sich das Teil verraten.

Kreist denn immer etwas um schwarze Löcher?

Nein, ich denke, die Meisten sind eher ganz alleine.

Und wie findet man die?

Gar nicht, ... Man sieht sie einfach nicht.

Sie sind unsichtbar?

Ganz genau, unsichtbar und Dunkel...

Unsichtbare und dunkle Materie?

So sieht es wohl aus, möglicherweise nicht falsch gedacht.

Kann man sagen, wie viele es von dieses frei fliegenden schwarzen Löchern in der Milchstraße gibt?

Nein, man kann nur schätzen ...

Wie schätzt man sowas?

Es gibt da noch etwas, was es in der Milchstraße selten gibt, große Sterne woraus schwarze Löcher werden können, ...

Wie groß sind denn die meisten Sterne etwa?

So wie unsere Sonne, die meisten sogar kleiner.

Und die Großen?

Die sehen wir, wo es noch sehr viel Gas gibt, Magelansche Wolke zum Beispiel, dort sind massenhaft davon.

Warum fehlen die denn in der Milchstraße?

Die ersten Sterne die es gab, die erste Generation, das waren die riesen großen Sterne, die existieren also gar nicht mehr.

Also ist unsere Sonne nicht die erste Generation?

Nein, wenigstens die zweite oder dritte Generation.

Warum sind die denn verschwunden?

Je mehr Masse ein Stern hat, um so kürzer lebt er, deren Zeit ist abgelaufen.

Wie alt ist unsere Sonne?

Geschätzt, 4,6 Milliarden Jahre.

Wie alt werden große Sterne?

Beteigeuze hat etwa zwischen 10 und 20 Sonnenmassen und ist bereits am Ende angelangt. Er ist aber zu einer Zeit entstanden, da waren die Dinosaurier bereits ausgestorben.

So groß können Sterne werden?

Beteigeuze ist immer noch klein, es gibt welche die haben 200 Sonnenmassen oder mehr.

Und was wird dann mit denen, wie lange leben die?

Solche Sterne leben nur eine Millionen Jahre, oder auch nur ein paar Hunderttausend Jahre.

Aber solche Teile gibt es nicht in der Milchstraße?

Doch, aber verschwindend wenige.

Wo sind die denn hin, was wurde aus denen?

So massige Sterne werden fast alle zu schwarzen Löchern, kleine schwarze Löcher, von Asteroidengröße nur.

Und die fallen dann irgendwann alle ins zentrale schwarze Loch?

Sollte man meinen, ist aber wohl nicht so.

Warum nicht?

Unser zentrales schwarzes Loch ist irgendwie zu klein geraten.

Und wo sind die dann abgeblieben?

Sie müssen wohl noch immer überall zwischen den Sternen sein.

Aber schwarze Löcher verschlucken doch alles Gas und so?

Nein, nur wenn sie wild umher streifen und gewaltig groß sind.

Schwarze Löcher verschlucken nicht alles?

Nein, nur wenn es wie die Faust aufs Auge passt, ... dann, ...

So wie bei Abell 1689 ?

Ganz genau, aber nicht bei uns augenscheinlich.

Aber verschlucken denn schwarze Löcher nicht alles?

Nein, warum sollten sie, denn ein schwarzes Loch mit 5 Sonnenmassen ist von der Masse her nichts anderes als ein Stern mit 5 Sonnenmassen, beide tun das Gleiche, nur schwarze Löcher scheinen nicht, das ist der einzige Unterschied.

Das bedeutet, sie streifen nicht wild umher?

Nein, das waren vorher alles Sterne, und sie flogen im Pulk mit den anderen Sternen immer um die Milchstraße herum, und das werden sie als schwarze Löcher auch heute noch tun, überall zwischen den Sternen.

Wie viele sind da um uns herum?

Ich schätze, auf jeden zehnten Stern kommt ein schwarzes Loch.

Ui, das sind aber viele, wie groß ist die Masse im Vergleich?

Wie ich bereits sagte, die meisten Sterne haben etwa eine Sonnenmasse, viele sind kleiner, die Wenigsten sind größer.

Also kann man vermuten, das Massenverhältnis ist 50% schwarze Löcher, und 50% Sterne, wenigstens.

Also mehr schwarze Löcher als Masse, denn Sterne?

Ja, etwa gleich oder sogar mehr, so sehe ich das.

Und man sieht sie nicht?

Nein, eine Masse die man nicht sieht, ...

Dunkle Masse, also dunkle Materie, .. ?

Das könnte man also fast so sagen, ja, ...

Gibt es denn sonst noch Massen und Materie, die man nicht sieht?

Ja, man kann sagen, Gas ist es wohl nicht, denn das kann man feststellen, weil solche Gaswolken zwar dünn sind, aber weit gefächert, und somit angestrahlt werden und insgesamt leucheten.

Man kann ja im Sommer auch Wolken aus Mücken sehen, ohne dass man auch nur eine einzelne Mücke sehen kann.

Es gibt aber da was, das hat deutlich mehr Masse als Gas pro Volumen, das sind die frei flegende Planeten.

Aber Planeten werden doch von der Sonne angeleuchtet?

Unsere Planeten im Sonnensystem, ja. Aber es gibt Planeten, die kreisen um keinen Stern, und selbst die Planeten die doch um einen Stern kreisen, kann man eigentlcih nicht sehen, nur messen.

Wie misst man so etwas?

Eine Methode ist, der Stern wird vom Planeten ins schlingern gebracht, der Stern eiert ein wenig durch den Planeten.

Also aufgrund der Gravitation des Planeten?

Richtig, ...

Und wenn ein Planet nicht um einen Stern kreist?

Durch Zufall haben wir ein paar davon gefunden.

Ja, aber wie?

Ein frei fliegender Planet zog vor einem Stern entlang und hat das Licht des Sterns einen kurzen Moment etwas verzerrt, ...

Wie bei einer Gravitationslinse?

Richtig, man nennt sowas Mikrogravitationslinsen-Effekt.

Also sind frei fliegende Planeten sehr selten?

Nein, das kann man so wirklich nicht sagen.

Kann man abschätzen, wie viele es gibt?

Sehr schwer, aber weil wir ein paar gefunden haben, darf man durchaus vermuten, es gibt 5 bis 10 mal mehr davon, als Sterne.

Und wie groß sind solche Planeten?

Größer als Pluto, kleiner als ein brauner Zwerg, weil braune Zwerge sich doch bemerkbar machen, Wärme abgeben...

Planeten geben keine Wärme ab?

Nein, sie bekommen Wärme, vom Stern ab.

Wenn die um keinen Stern kreisen?

Dann sind die Teile sehr kalt, ...

Braune Zwerge sind?

Zu groß für einen Planeten, zu klein für einen Stern.

Ab wann haben wir einen braunen Zwerg?

Etwa ab 12 Jupitermassen bis 75 Jupitermassen etwa

Wie viel Masse hat der Jupiter?

317 Erdmassen etwa ...

Also gibt es Planeten die 10 mal mehr Masse haben als Jupiter?

Ganz genau, es sind immer noch Planeten ...

Da kommt dann aber ganz schön viel zusammen, wenn man die zu den schwarzen Löchern auch noch dazu nimmt, ...

Allerdings, das ist ne Menge an Masse, ...

Was wir aber nicht sehen?

Richtig, weil diese Masse dunkel ist ...

Dunkle Materie?

Das könnte so sein, ja, ...

Und was gibt es da noch, außer schwarze Löcher und Planeten?

Frei fliegende Kleinplaneten, Asteroiden, Kometen.

Aber doch sicher nicht so viel, oder?

Unser Sonnensystem hatte in zwei Jahren zwei solcher Objekte auf Durchreise zu Besuch, rechnet man das mal aus, wie viel Abstand dazwischen ist, und rechnet das hoch auf den Abstand zum nächsten Stern, dann befänden sich auf gerader Linie zwischen dem Sonnensystem und dem nächsten Stern Hundertemillionen solcher Objekte in vergleichbarer Größe.

Objekte die nur wenige Kilometer oder Meter haben, sind da noch gar nicht mit bei. Und wenn man nun den ganzen Bereich um uns herum betrachtet, in einem Radius von 4 Lichtjahren etwa, sind es Billionen solcher Objekte, zusammen die mehrfache Masse der Sonne.

Auch dunkle Materie?

Das könnte sein, ja, ...

Wenn man alles zusammen zieht, ist das sehr viel, oder?

Das finde ich auch, ... und irgendwo passt das sogar.

Warum sagt man dann, es handele sich um winzigste subatomare Teilchen, und nicht um so etwas?

Es ist wohl der Traum eines jeden Physikers auch mal einen Preis zu gewinnen und zu entdecken. Man möchte dazu gehören.

Sind denn fremdartige winzigste Teile unwahrscheinlich?

Sie sind sogar sehr wahrscheinlich, wer suchet der findet, von daher ist es nicht falsch danach zu suchen, ein Fehler ist es sicher nicht, denn diese Welt im Kleinen ist uns noch unbekannter als die Welt da draußen im Großen, ...

Das bedeutet?

Das bedeutet, im groben und ganzen haben wir die Prozesse da draußen verstanden, wissen was da draußen geht, nur nicht immer wo. So dass neue Entdeckungen eher daher spektakulär sind, und nicht weil es etwas völlig unbekannt Neues ist.

Ein neuer Planet zum Beispiel?

Ja, oder ein sehr nahes schwarzes Loch, oder so in der Art. Ein gänzlich neuer Planet im Sonnensystem wäre eine Sensation, aber Planeten kennen wir, wären also nichts Neues.

Aber nichts, was völlig unerklärlich und neu ist?

Nein, das wäre mir neu, ist mir nicht bekannt.

Jede sensationelle Entdeckung da draußen ist immer irgendwas, was wir vorher schon kannten, aber eben nicht an dieser Stelle erwartet hatten, Planeten um andere Sterne zum Beispiel.

Oder irgendwas Anderes?

Richtig, aber eben nichts, was wir zuvor noch nie gekannt haben.

Höchstens in einer Anordnung, die wir noch nicht kannten.

Wissen wir denn nun, was dunkle Materie ist?

Nein, wir wissen nur, was es nicht ist, wir tappen im Dunklen.

Darum ja auch dunkle Materie?

Darum dunkle Materie, ... genau, ...