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3.5: Dunkle Materie und Dunkle Energie - Geowissenschaften

3.5: Dunkle Materie und Dunkle Energie - Geowissenschaften


Die Urknalltheorie ist immer noch das beste wissenschaftliche Modell, das wir haben, um die Entstehung des Universums zu erklären, und viele Beweise unterstützen sie. Viele Kosmologen erstellen mathematische Modelle und Computersimulationen, um diese unbekannten Phänomene wie dunkle Energie und dunkle Materie zu berücksichtigen.

Dunkle Materie

Die Dinge, die wir im Weltraum beobachten, sind Objekte, die eine Art elektromagnetischer Strahlung aussenden. Wissenschaftler glauben jedoch, dass Materie, die Licht aussendet, nur einen kleinen Teil der Materie im Universum ausmacht. Der Rest, etwa 80 Prozent, ist dunkle Materie. Dunkle Materie sendet keine elektromagnetische Strahlung aus, sodass wir sie nicht direkt beobachten können. Astronomen wissen jedoch, dass Dunkle Materie existiert, weil ihre Schwerkraft die Bewegung von Objekten um sie herum beeinflusst. Wenn Astronomen messen, wie sich Spiralgalaxien drehen, stellen sie fest, dass sich die Außenkanten einer Galaxie mit der gleichen Geschwindigkeit drehen wie Teile, die näher am Zentrum liegen. Dies kann nur erklärt werden, wenn es in der Galaxie viel mehr Materie gibt, als sie sehen können. Gravitationslinsen treten auf, wenn Licht von einer sehr weit entfernten hellen Quelle um ein supermassives Objekt herum gebeugt wird. Um einen starken Gravitationslinseneffekt zu erklären, muss mehr Materie vorhanden sein, als beobachtet wird. Da so wenig zu tun ist, wissen Astronomen nicht wirklich viel über die Natur der Dunklen Materie. Eine Möglichkeit ist, dass es sich bei Objekten wie Schwarzen Löchern, Neutronensternen und Braunen Zwergen, Objekten, die größer als Jupiter, aber kleiner als die kleinsten Sterne sind, um gewöhnliche Materie handeln könnte, die keine Strahlung aussendet. Aber Astronomen können nicht genug dieser Arten von Objekten finden, die sie MACHOS (massives astrophysikalisches kompaktes Halo-Objekt) genannt haben, um die gesamte dunkle Materie zu erklären, daher wird angenommen, dass sie nur ein kleiner Teil der Gesamtheit sind Man nimmt an, dass sich die dunkle Materie stark von der gewöhnlichen Materie unterscheidet, die wir sehen. Einige scheinen Teilchen zu sein, die Schwerkraft haben, aber ansonsten nicht mit anderen Teilchen zu interagieren scheinen. Wissenschaftler nennen diese theoretischen Teilchen WIMPs, was für Weakly Interactive Massive Particles steht.

Die meisten Wissenschaftler, die dunkle Materie untersuchen, glauben, dass die dunkle Materie im Universum eine Kombination aus MACHOS und einer Art exotischer Materie wie WIMPs ist. Die Erforschung der Dunklen Materie ist ein aktives Gebiet der wissenschaftlichen Forschung, und das Wissen der Astronomen über Dunkle Materie ändert sich schnell.

Dunkle Energie

Astronomen, die die Expansion des Universums untersuchen, sind daran interessiert, die Geschwindigkeit dieser Expansion zu kennen. Ist die Geschwindigkeit schnell genug, um die attraktive Anziehungskraft der Schwerkraft zu überwinden?

  • Wenn ja, wird sich das Universum für immer ausdehnen, obwohl sich die Expansion mit der Zeit verlangsamen wird.
  • Wenn nein, würde sich das Universum eines Tages zusammenziehen und schließlich zu einem großen Knirschen zusammengequetscht werden, dem Gegenteil des Urknalls.

Vor kurzem haben Astronomen eine Entdeckung gemacht, die diese Frage beantwortet: Die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt, nimmt tatsächlich zu. Mit anderen Worten, das Universum dehnt sich jetzt schneller aus als je zuvor, und in Zukunft wird es sich noch schneller ausdehnen. Astronomen gehen jetzt davon aus, dass sich das Universum für immer ausdehnen wird. Aber es wirft auch eine verwirrende neue Frage auf: Was verursacht die Beschleunigung der Expansion des Universums? Eine mögliche Hypothese beinhaltet eine neue, hypothetische Energieform namens dunkle Energie. Einige Wissenschaftler glauben, dass dunkle Energie bis zu 72 Prozent des gesamten Energiegehalts des Universums ausmacht.

Ein YouTube-Element wurde aus dieser Textversion ausgeschlossen. Sie können es hier online ansehen: http://pb.libretexts.org/pg/?p=44

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