Letztes Update am Mo, 22.10.2018 11:38

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Mit Gravitationswellen der Dunklen Materie auf der Spur



Zürich (APA/sda) - Mit einem ausgeklügelten Instrument im All wollen Forschende künftig Gravitationswellen messen. Damit könnten sie allenfalls auch den Geheimnissen der rätselhaften Dunklen Materie auf die Schliche kommen, berichten Zürcher Wissenschafter.

Rund 85 Prozent des Universums besteht aus etwas, das Forschende bisher nur hypothetisch beschreiben können: Dunkle Materie. Sie ist beispielsweise das, was Galaxien zusammenhält, obwohl sie aufgrund ihrer Rotation eigentlich auseinanderfliegen müssten. Wie Dunkle Materie beschaffen ist, ist jedoch ein großes Rätsel.

Wenn Forschende künftig Gravitationswellen mit „Lisa“, der Laser-Interferometer Space Antenna, belauschen, könnten sie damit allenfalls auch das Mysterium der Dunklen Materie ergründen, wie die Universität Zürich am Montag mitteilte. Gravitationswellen entstehen beispielsweise bei der Kollision von Schwarzen Löchern: Dabei entstehen Krümmungen der Raumzeit, die sich mit Lichtgeschwindigkeit wellenförmig ausbreiten - ein bisschen so als habe man einen Stein in einen See mit glatter Wasseroberfläche geworfen.

Seit diese von Einstein vorhergesagten Gravitationswellen Ende 2015 erstmals nachgewiesen und im Februar 2016 der Öffentlichkeit präsentiert wurden, befindet sich die Astrophysik in großer Aufregung: Fachleute sprechen von einer neuen Ära der Erforschung unseres Universums, da die Messung von Gravitationswellen neue Einblicke ins Weltall verspricht. Die europäische Weltraumagentur ESA plant voraussichtlich ab 2034, mit drei „Lisa“-Satelliten im All Gravitationswellen aufzufangen. Auch Schweizer Forschende sind maßgeblich an dem Projekt beteiligt.

Laut einer Studie, die unlängst im Fachblatt „Astrophysical Journal Letters“ erschienen ist, könnte diese ESA-Mission auch neue Erkenntnisse über Partikel der Dunklen Materie bringen: Forschende der Universität Zürich berichten mit Kollegen aus Griechenland und Kanada von neuen Erkenntnissen über Zwerggalaxien, die als natürliche Labore zur Erforschung Dunkler Materie gelten. Solche kleinen, nicht sehr hellen Galaxien kommen im All am häufigsten vor. Und Dunkle Materie sei charakteristisch für Zwerggalaxien, sagte Studienautor Lucio Mayer von der Uni Zürich gemäß der Mitteilung.

Mit hochauflösenden Computersimulationen berechneten die Zürcher Forschenden das Zusammenspiel von Dunkler Materie, Sternen und den Schwarzen Löchern im Zentrum der Zwerggalaxien. Dabei entdeckten sie einen bisher unbekannten Zusammenhang, wie die Uni Zürich schrieb: Je mehr Schwarze Löcher miteinander fusionierten, desto größer die Menge an Dunkler Materie im Zentrum der Zwerggalaxien. Daher könnten die Gravitationswellen, die vom Verschmelzen dieser Schwarzen Löcher ausgehen, auch Hinweise auf die Beschaffenheit von Dunkler Materie liefern.

Die Studie komme just zu einem Zeitpunkt, zu dem die Vorbereitungen für das endgültige Design der Gravitationswellenjägerin „Lisa“ in vollem Gange seien, schrieb die Uni Zürich. Der zusätzliche Nutzen der Gravitationswellenbeobachtung zeigt, wie „Lisa“ Kosmologie und Teilchenphysik verbinden könnte, also das unglaublich Große und das unfassbar Kleine.

(Fachartikellink: http://go.apa.at/GPXQM6IS)




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