AlsDonkel Matière bezeechent een an der physikalescherKosmologie déiMatière, déi zewéineg visuellt Liicht oder anerelektromagnéitesch Stralung ausstraalt oder reflektéiert, fir direkt observéiert ze sinn. Déi Eegenschaft deelt déi Donkel Matière mat derDonkeler Energie. Donkel Matière mécht sech duerchgravitativ Wiessselwierkung mat visueller Matière bemierkbar. En Hiwäis op hir Existenz liwwert d'Miessung vun der Vitess, mat där siichtbar Stären den Zentrum vuGalaxien ëmkreesen. An de baussenzege Beräicher ass se däitlech méi héich, wéi een et eleng wéinst der Gravitatioun, vun der visueller Matière a Form vu Stären, erwaarde kéint.
Donkel Matière: Den Ënnerscheed tëscht der gemoossener an der erwaarter Ëmlafvitess vun de Stären an eiser Galaxie léisst sech am Kader vun de bekannte Gravitatiounsgesetzer nëmmen erklären, wann een unhëlt datt et eng zousätzlech, net siichtbar „Donkel Matière“ gëtt.
D'Natur vun der Donkeler Matière ass eng vun de wichtegsten oppene Froe vun der Kosmologie.
Nomdrëtte Kepler-Gesetz an deGravitatiounsgesetzer misst d'Rotatiounsvitess vun de baussenzege Beräicher vun de Galaxien ofhuelen. Si bleift awer konstant oder klëmmt souguer nach, kucktRotatiounsbou. Dat léisst unhuelen, datt et an der Galaxie eng Mass gëtt, déi net a Form vu Stären, Stëbs oder Gas visuell ass, eeben déiDonkel Matière.
Hir Existenz gëllt bis elo als net nogewisen, gëtt awer nieft der Galaxiërotatioun nach duerch eng grouss Zuel vun astronomeschen Observatioune wéi d'Dynamik vuGalaxiëkéip an deGravitatiounslënseneffet virgeschloen, déi – op Basis vun den unerkannte Gravitatiounsgesetzer – eleng duerch déi visuell Matière net erkläerbar sinn. Der donkeler Matière gëtt eng wichteg Roll bei der Strukturformung am Universum a beim Galaxienopbau zougeschriwwen. Miessungen am Kader vum Standardmodell vun der Kosmologie leeën et no, datt den Undeel vun der Donkeler Matière un der ganzer Mass am Universum véier- bis fënnefmol sou héich ass wéi dee vun der gewéinnlecher (visueller) Matière.
Gravitatiounslëns: D'Verzerrung vum Liicht vun enger Galaxie déi wäi ewech ass, geschitt duerch d'Mass an engem Galaxiëkoup vir am Bild. Aus der Verzerrung léisst sech d'Masseverdeelung bestëmmen an dobäi trëtt eng Ënnerscheeds tëscht observéierter Matière a bestëmmter Mass op.
Den hollänneschen AstronomJan Hendrik Oort hat1932 erausfonnt, datt d'Déckt vun der Mëllechstroossescheif méi kleng ass, wéi hien aus der Gravitatioun vun observéierte Stären erkläre konnt.[1]
Ongeféier gläichzäiteg hat de Schwäizer Physiker an AstronomFritz Zwicky1933 bemierkt, datt deComa-Koup (e Galaxiëkoup, mat iwwer 1000 Eenzelgalaxien, mat grousser Streeung vun den Eenzelvitessen an enger mëttlerer Distanzvitesse vu 7.500 km/s) net duerch d'Gravitatiounswierkung vu senge visuelle Bestanddeeler (am Weesentleche vun de Galaxiëstären) eleng zesummegehale gëtt.Hien hat festgestallt, datt dat 400-facht vun der visuellerMass noutwendeg wier, fir de Koup gravitativ zesummenzehalen.Seng Hypothees, datt déi feelend Mass a Form vun Donkeler Matière gëtt, wat an der Fachwelt op breet Ofleenung gestouss ass.
D'Analys déi d'Vera Rubin zanter1960 vun denËmlafvitesse vu Stären an deSpiralgalaxië gemaach huet, weist och déi selwecht Problematik op: D'Ëmlafvitess vun de Stäre misst wann den Ofstand zum Galaxienzentrum méi grouss gëtt, méi niddreg sinn, wéi se tatsächlech ass. Zanterhier gouf d'Donkel Matière eescht geholl an opgrond vun detailléierten Observatiounen a bal alle groussen astronomesche Systemer ugeholl.
Mat der Duerchféierung vu groussraimege Duerchmusterunge vu Galaxiëkéip aGalaxiësuperkéip gouf zousätzlech däitlech, datt déi Matièreskonzentratioun net eleng duerch déi visuell Matière bewierkt konnt ginn. Vun der visueller Matière ass einfach ze wéineg do, fir duerch Gravitatioun d'Dichtkontraster ze formen. Kuckt dozou ochSloan Digital Sky Survey aStruktur vum Kosmos.
Vergläichend Observatioune vumGravitatiounslënseneffet, der Galaxienverdeelung an der Röntgenemissioun amBullet-Cluster am Joer2006 stellen dee bis elo stäerksten Hiwäis op d'Existenz vun Donkeler Matière duer.
An derDeelerchersphysik gi verschidde Kandidate als Bestanddeel vun der Donkeler Matière diskutéiert. En direkte Nowäis amLaboratoire ass bis elo net gegléckt, soudatt d'Zesummesetzung vun der Donkeler Matière als onbekannt bestoe bleift.
Well waarme Gas ëmmer Stralung emittéiert, bleift als éischt Méiglechkeet fir Donkel Matière nëmmekale Gas iwwereg. Géint déi Hypothees schwätzt d'Tatsaach, datt sech kale Gas (ënner bestëmmten Ëmstänn) duerchaus oppwierme kann a selwer fir déi riseg Gasquantitéiten net déi notwendeg Mass opbrénge kann.
Eng änlech Léisung stellt déi méiglech Existenz vukale Stëbswolleken duer, déi wéinst hirer niddreger Temperatur net stralen an domat net siichtbar wieren. Allerdéngs géife si d'Liicht vu Stären zeréckwerfen an domat am Infraroutberäich siichtbar sinn. Ausserdeem wiere sou grouss Stëbsquantitéiten néideg, datt si d'Gebuert vun de Stäre beaflosst hätten.
Eescht Kandidate wareBrong Zwergen, déi ochMACHOs (Massive astrophysical compact halo objects, lëtzb. ‚Massiv astrophysikalesch kompaktHalo-Objeten) genannt ginn. Et handelt sech dobäi ëm een Typ vun Himmelskierper, an deenen den Drock sou kleng ass, datt keng Kärfusiounen entstoe kënnen, soudatt se net siichtbar sinn. Wann e MACHO allerdéngs genee virun engem Stär steet, da verstäerkt hien als Gravitatiounslëns deem seng Stralung. Sou Observatioune goufen tëscht der Äerd an derGrousser Magellanescher Wollek gemaach. Et geet een haut awer dovun aus, dattMACHOen nëmmen e klengen Deel vun der Donkeler Matière ausmaachen.
Neutrinoen hu laang Zäit als noleiend Kandidate fir waarm donkel Matière gegollt. Allerdéngs ass hir maximal Mass net ausräichend, fir d'Phenomeen z'erklären. Géif déi Donkel Matière awer zum Groussdeel aus séieren, liichten Deelercher, d. h. gliddeger Donkeler Matière bestoen, hätt déi fir de Strukturéierungsprozess am Universum enTop-Down-Zenario zur Folleg. Dichtschwankunge wiere fir d'éischt op grousse Skale kollabéiert, et hätte sech fir d'éischt Galaxiëkéip, dann Galaxien, Stären asw. geformt. Observatioune léieren awer de Géigendeel. D'Altersbestëmmunge vu Galaxien hunn erginn, datt déi zum groussen Deel al sinn, wärend verschidde Galaxiëkéip grad eréischt am Opbau sinn. EBottom-Up-Zenario, eng hierarchesch Strukturgenesis, gëllt als erwisen. Dofir ka gliddeg Donkel Matière héchstens e klengen Deel vun der ganzer Donkeler Matière ausmaachen.
Dës Variant ëmfaasst nach net observéiert Elementardeelercher, déi nëmmen der Gravitatioun an derschwaacher Wiesselwierkung ënnerleien, déi sougenanntWIMPs (Weakly Interacting Massive Particles, lëtzb.: ‚schwaach wiesselwierkend massiv Deelercher‘). WIMPs loosse sech mat enger hierarchescher Entwécklung vum Universum upassen.Dobäi ass momentan en Deelchen aus der Theorie vun derSupersymmetrie, d'LSP (liichtst supersymmetrescht Deelchen), am Gespréich. Jee no Mass vum LSP gëtt et vielläicht méiglech, et am neien DeelchenbeschleunigerLarge Hadron Collider (LHC) vumCERN ze produzéieren an nozeweisen.
David B. Cline (Hrsg.):Sources and detection of dark matter and dark energy in the universe. Springer, Berlin u. a.2001,ISBN 3-540-41216-6 (Physics and astronomy online library).
Ken Freeman, Geoff McNamara:In search of dark matter. Springer, Berlin u. a.2006,ISBN 0-387-27616-5 (Springer Praxis books in popular astronomy).
Dan Hooper:Dunkle Materie. Die kosmische Energielücke. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg2009,ISBN 978-3-8274-2030-5 (Spektrum-Akademischer-Verlag-Sachbuch).
