{"id":1929,"date":"2025-08-20T16:48:17","date_gmt":"2025-08-20T13:48:17","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/?p=1929"},"modified":"2025-11-20T13:36:56","modified_gmt":"2025-11-20T10:36:56","slug":"entwicklung-der-dunklen-materie-und-die-rotation-des-universums","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/2025\/08\/20\/entwicklung-der-dunklen-materie-und-die-rotation-des-universums\/","title":{"rendered":"Entwicklung der Dunklen Materie und die Rotation des Universums"},"content":{"rendered":"

Das Standardmodell der Kosmologie \u2013 unsere f\u00fchrende Theorie der kosmischen Evolution \u2013 geht davon aus, dass die Dunkle Energie im gesamten Universum und \u00fcber die Zeit hinweg konstant ist und somit eine grundlegende Eigenschaft des Weltraums darstellt. W\u00e4re sie konstant, w\u00fcrde die mysteri\u00f6se Dunkle Energie, die bis zu 70 Prozent des Universums ausmacht, alle Sterne und Galaxien verdr\u00e4ngen. Die umfassendste Untersuchung der kosmischen Geschichte des Universums legt jedoch nahe, dass sich die Dunkle Energie, auch als hypothetische \u201eAntigravitationskraft\u201c bekannt, im Laufe der Zeit eher entwickelt als konstant bleibt, was auf eine weniger einsame Zukunft f\u00fcr die Bewohner des Universums hindeutet.<\/span><\/p>\n

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Mehr als zwei Jahrzehnte sind seit der Entdeckung der Dunklen Energie vergangen. Wissenschaftler hatten also mehr als 20 Jahre Zeit, die Geheimnisse dieser unsichtbaren Substanz zu l\u00fcften, die das Universum zu zerrei\u00dfen scheint. Doch sie wissen immer noch so gut wie nichts \u00fcber sie. Tats\u00e4chlich ist Dunkle Energie m\u00f6glicherweise gar keine Substanz. Sie k\u00f6nnte eine Kraft oder sogar eine inh\u00e4rente Eigenschaft des Weltraums selbst sein, berichtet Space.com.<\/span><\/p>\n

Sollte dieses vorl\u00e4ufige Ergebnis durch zuk\u00fcnftige Beobachtungen best\u00e4tigt werden, m\u00fcssen Kosmologen zumindest die systematischen Unsicherheiten des vorherrschenden Lambda-CDM-Modells (LCDM) untersuchen \u2013 einem mathematischen Modell des Universums, in dem Lambda die Dunkle Energie darstellt. Sie m\u00fcssen m\u00f6glicherweise auch Dutzende anderer Modelle unseres Universums analysieren, um das beste Modell zu finden. Derzeit sind die Daten vorl\u00e4ufig \u2013 sie erreichen nicht die sogenannte \u201e5-Sigma-Schwelle\u201c, ab der ein Signal als offizielle Entdeckung gelten kann. Daher k\u00f6nnten sich die Interpretationen der Entwicklung der Dunklen Energie in den n\u00e4chsten Jahren \u00e4ndern, wenn neue Daten verf\u00fcgbar werden.<\/span><\/p>\n

\u201eWenn das stimmt, stellt es die Kosmologie auf den Kopf\u201c, sagte Dillon Brout von der Boston University, der die Beschleunigung des Universums mithilfe von Supernovas misst. Eine solche Entdeckung w\u00e4re \u201eein Paradigmenwechsel in unserem Verst\u00e4ndnis dessen, was unser bestes Verst\u00e4ndnis des Universums ist.\u201c<\/span><\/p>\n

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\nEin Fragment der DESI-Daten zeigt Himmelsk\u00f6rper von der Erde (Mitte) bis in Milliarden Lichtjahre Entfernung. DESI Collaboration\/DOE\/KPNO\/NOIRLab\/NSF\/AURA\/C.Lamman<\/span><\/em><\/p>\n

Das Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), das am Nicholas W. Mayall Four-Meter Telescope des Kitt Peak National Observatory in Arizona montiert ist, ortet jeden Monat eine Million Galaxien. Mithilfe dieser Beobachtungen k\u00f6nnen Kosmologen die Expansionsrate des Universums in den letzten elf Milliarden Jahren messen. Diese fernen Galaxien, die mit den \u201eStra\u00dfenlaternen des Universums\u201c verglichen werden, helfen Kosmologen, das Geheimnis der dunklen Energie zu erforschen, die das Universum durchdringt.<\/span><\/p>\n

Am 4. April 2024 pr\u00e4sentierte DESI die gr\u00f6\u00dfte 3D-Karte des Universums aller Zeiten. Sie enth\u00e4lt auch hochpr\u00e4zise Messungen der Expansionsrate des Universums in den letzten 11 Milliarden Jahren. Bereits im ersten Betriebsjahr zeigte DESI eine doppelt so hohe Effizienz bei der Messung der Expansionsgeschichte des fr\u00fchen Universums wie sein Vorg\u00e4nger, der Sloan Digital Sky Survey, der mehr als ein Jahrzehnt f\u00fcr die Erstellung einer \u00e4hnlichen 3D-Karte ben\u00f6tigte.<\/span><\/p>\n

Neben den unz\u00e4hligen Galaxien, die wie gewebte F\u00e4den aneinandergereiht sind, enth\u00fcllt die neue 3D-DESI-Karte ein subtiles Muster im fr\u00fchen Universum, die sogenannten baryonischen akustischen Oszillationen (BAOs). Diese subtilen dreidimensionalen Falten durchzogen die Materie der ersten 380.000 Jahre der Geschichte unseres Universums und verfestigten sich im Laufe der Zeit zu Relikten des fr\u00fchen Kosmos. Durch die Kartierung der Gr\u00f6\u00dfe dieser gefrorenen BAOs konnten die Forscher die Entfernungen zu den Galaxien absch\u00e4tzen und die Expansionsrate des Universums zu verschiedenen Zeitpunkten ableiten.<\/span><\/p>\n

Da das Licht typischer Galaxien aufgrund ihrer gro\u00dfen Entfernung und ihrer relativ geringen Emission zu schwach ist, um sichtbar zu sein, untersuchte die DESI-Kollaboration auch \u00fcber 400.000 extrem helle Objekte, sogenannte Quasare. Auf ihrem Weg durch den interstellaren Raum wird das Licht dieser Objekte von Gas- und Staubwolken absorbiert. Dies hilft Kosmologen, Regionen dichter Materie \u00e4hnlich wie Galaxien zu kartieren.<\/span><\/p>\n

Die vorl\u00e4ufige Schlussfolgerung, dass sich Dunkle Energie im Laufe der Zeit entwickeln k\u00f6nnte, wurde auf Grundlage einer fr\u00fchen Analyse der DESI-Daten in Kombination mit Daten aus anderen kosmologischen Quellen gezogen. Die Forscher stellten fest, dass das Modell der Entwicklung Dunkler Energie besser zu den Daten passt als das Standardmodell. Es ist zu beachten, dass kein einzelner Datensatz f\u00fcr sich genommen die evolution\u00e4re Natur der Dunklen Energie \u00fcberzeugend aufzeigt, das Signal jedoch etwas st\u00e4rker wird, wenn alle Datens\u00e4tze kombiniert werden.<\/span><\/p>\n

\u201eMeiner Meinung nach ist die Pr\u00e4ferenz nicht stark genug, um das Lambda-CDM-Modell als falsch zu bezeichnen\u201c, sagte Kyle Dawson, Co-Vorsitzender des DESI an der University of Utah, gegen\u00fcber Space.com. \u201eTats\u00e4chlich haben wir bisher noch nie nennenswerte Abweichungen von diesem Modell gesehen.\u201c<\/span><\/p>\n

Dawson sagte jedoch, vorl\u00e4ufige Analysen deuteten darauf hin, dass die Rolle der Dunklen Energie, die bisher ein starker Faktor bei der Beschleunigung unseres Universums war, zunehmend abnimmt.<\/span><\/p>\n

\u201eWenn das stimmt, betreten wir Neuland\u201c, sagte Brout. Die DESI-Kollaboration verwendete das zweiteinfachste Modell unseres Universums nach Lambda CDM, das unauff\u00e4llig ist, abgesehen von seiner F\u00e4higkeit, Kosmologen dabei zu helfen, Abweichungen vom Standardmodell zu erkennen. Sollten zuk\u00fcnftige Beobachtungen tats\u00e4chlich zeigen, dass sich die Dunkle Energie im Laufe der Zeit entwickelt, werden Dutzende weiterer Modelle ebenfalls praktikabel, und Kosmologen m\u00fcssen jedes einzeln testen, sagte Brout.<\/span><\/p>\n

Beweise f\u00fcr die Rotation des Universums lieferte k\u00fcrzlich das James Webb Space Telescope (JWST). Es stellte fest, dass zwei Drittel aller Galaxien in die gleiche Richtung rotieren. Dies deutet darauf hin, dass es keinen Zufall gibt und dass es eine bevorzugte Richtung der kosmischen Rotation gibt.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Das Universum scheint sich zu drehen, und wenn das so ist, k\u00f6nnte dies tiefgreifende Auswirkungen auf einige der gr\u00f6\u00dften Fragen der Wissenschaft haben, darunter auch die oben aufgef\u00fchrten, so der polnische theoretische Physiker Nikodem Poplawski von der University of New Haven, der f\u00fcr seine Theorie bekannt ist, dass Schwarze L\u00f6cher als Portale zu anderen Universen dienen.<\/span><\/p>\n

\u201eDunkle Energie ist eines der faszinierendsten Mysterien des Universums. Viele Forscher haben versucht, sie zu erkl\u00e4ren, indem sie die Gleichungen der Allgemeinen Relativit\u00e4tstheorie modifizierten oder neue Felder vorschlugen, die die Expansion des Universums beschleunigen k\u00f6nnten\u201c, sagte Poplawski gegen\u00fcber Space.com. \u201eEs w\u00e4re \u00fcberraschend, wenn die einfache Rotation des Universums die Quelle der Dunklen Energie w\u00e4re, zumal sie ihren Zerfall vorhersagt.\u201c<\/span><\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus stellte Poplawski fest, dass andere astronomische Daten darauf hindeuten, dass der Winkel zwischen der wahrscheinlichsten Rotationsachse von Galaxien und der Achse des Hauptstroms nahegelegener Galaxienhaufen 98 Grad betr\u00e4gt, was bedeutet, dass sie fast senkrecht zueinander stehen. Dies steht im Einklang mit der Hypothese, dass sich das Universum dreht.<\/span><\/p>\n

Um zu verstehen, warum ein rotierendes Universum die Existenz mehrerer Universen impliziert, greift Poplavsky auf \u201eBezugssysteme\u201c zur\u00fcck. Dabei handelt es sich um Koordinatensysteme, die ein wesentlicher Bestandteil der Physik sind und die es uns erm\u00f6glichen, Bewegung und Ruhe zu messen.<\/span><\/p>\n

Stellen Sie sich zwei Wissenschaftlerinnen vor, Terra und Stella. Beide befinden sich in einem anderen Bezugssystem, doch Terra befindet sich auf der Erde und Stella fliegt in einem Raumschiff an unserem Planeten vorbei. Terra sieht Stellas Bezugssystem (das Raumschiff) sich relativ zu ihrem eigenen (der Erde) bewegen, die sich im Ruhezustand befindet. Stella sieht ihr Bezugssystem als ruhend, w\u00e4hrend sich Terras Bezugssystem bewegt, w\u00e4hrend sich die Erde von ihr entfernt.<\/span><\/p>\n

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\nDie Ausdehnung des Universums durch dunkle Energie, wobei sich Galaxien wie Punkte auf der Oberfl\u00e4che eines sich aufblasenden Ballons ausdehnen. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Poplavsky stellte fest, dass, wenn sich das Universum dreht, sich auch sein Bezugssystem dreht, und dies ergibt nur dann Sinn, wenn es sich relativ zu mindestens einem anderen Bezugssystem dreht.<\/span><\/p>\n

\u201eWenn sich das Universum dreht, muss es sich relativ zu einem Bezugssystem drehen, das etwas Gr\u00f6\u00dferem entspricht\u201c, fuhr er fort. \u201eDaher ist das Universum nicht einzigartig; es ist Teil eines Multiversums.\u201c<\/span><\/p>\n\n

Laut Poplavsky ist die Kosmologie der Schwarzen L\u00f6cher die einfachste und nat\u00fcrlichste Erkl\u00e4rung f\u00fcr den Ursprung der Rotation des Universums.<\/span><\/p>\n

Die Kosmologie der Schwarzen L\u00f6cher geht davon aus, dass jedes Schwarze Loch jenseits seines Ereignishorizonts ein neues Tochteruniversum schafft, eine einseitige Oberfl\u00e4che, die Licht einf\u00e4ngt und die \u00e4u\u00dfere Grenze des Schwarzen Lochs definiert.<\/span><\/p>\n

Die Theorie ersetzt die zentrale Singularit\u00e4t im Herzen des Schwarzen Lochs durch eine \u201eVerdrehung der Raumzeit\u201c, die eine absto\u00dfende Schwerkraft erzeugt und die Expansion des neuen Universums vorantreibt.<\/span><\/p>\n

\u201eDa alle Schwarzen L\u00f6cher aus rotierenden Objekten wie rotierenden Sternen oder den Zentren rotierender Galaxien entstehen, rotieren sie ebenfalls\u201c, sagte Poplawski. \u201eEin Universum, das in einem rotierenden Schwarzen Loch entsteht, erbt die Rotationsachse des Schwarzen Lochs als seine bevorzugte Achse.\u201c<\/span><\/p>\n

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\nDie Zeitlinie des Universums und seiner Expansion begann in einem Schwarzen Loch. NASA\/WMAP<\/span><\/em><\/p>\n

Mit anderen Worten: Unser Universum kann sich in eine bevorzugte Richtung drehen, weil dies die Richtung ist, in der sich das Schwarze Loch dreht, in dem es eingeschlossen ist.<\/span><\/p>\n

\u201eDas Schwarze Loch wird zu einer Einstein-Rosen-Br\u00fccke oder einem Wurmloch vom Mutteruniversum zum Tochteruniversum\u201c, erkl\u00e4rte Poplawski. \u201eBeobachter im neuen Universum werden die andere Seite des Mutter-Schwarzen Lochs als urspr\u00fcngliches Wei\u00dfes Loch wahrnehmen.\u201c<\/span><\/p>\n

Anstatt der Entdeckung eines urspr\u00fcnglichen wei\u00dfen Lochs in unserem Universum, das zu unserem Mutter-Schwarzen Loch und Ur-Universum f\u00fchrt, ist der st\u00e4rkste Beweis f\u00fcr diese Schwarze-Loch-Kosmologie die bevorzugte Richtung oder \u201eRotationsasymmetrie\u201c in unserem Universum. Dies zeigt sich in der Rotationsasymmetrie von Galaxien.<\/span><\/p>\n

\u201eDie Bewegung einzelner Galaxien in diesem jungen Universum h\u00e4ngt von der Rotation ab\u201c, sagte Poplawski. \u201eGalaxien neigen dazu, ihre Rotationsachsen an der bevorzugten Rotationsachse des Universums auszurichten, was zu der beobachteten Rotationsasymmetrie f\u00fchrt.\u201c<\/span><\/p>\n

Astronomen beginnen dies bereits zu bemerken.<\/span><\/p>\n

Dies bedeutet nat\u00fcrlich, dass jedes Schwarze Loch in unserem Universum ein Portal zu einem anderen jungen Kosmos ist. Diese jungen Universen sind durch den Ereignishorizont ihrer Mutter-Schwarzen L\u00f6cher vor der Erforschung gesch\u00fctzt, da er jegliches Signal aus dem Inneren des Schwarzen Lochs verhindert.<\/span><\/p>\n

Ebenso w\u00e4re es f\u00fcr einen angehenden \u201eMultinauten\u201c unm\u00f6glich, durch dieses kosmische Portal zu reisen, da die enorme Schwerkraft, die das Schwarze Loch umgibt, Gezeitenkr\u00e4fte hervorrufen w\u00fcrde, die einen solch mutigen Entdecker \u201espaghettifizieren\u201c k\u00f6nnten.<\/span><\/p>\n

Selbst wenn ein solcher Multinaut die Reise \u00fcberlebte, so wie nichts ein schwarzes Loch verlassen kann, kann nichts in ein wei\u00dfes Loch eindringen, was bedeutet, dass er keine M\u00f6glichkeit h\u00e4tte, zur\u00fcckzukehren oder Bericht zu erstatten!<\/span><\/p>\n

Schlimmer noch ist jedoch, dass es keine Garantie daf\u00fcr gibt, dass die physikalischen Gesetze im Tochteruniversum dieselben sind wie im Mutteruniversum. Das bedeutet f\u00fcr jeden mutigen Multinauten, der das Schwarze Loch umschiffen kann, ein unvorhersehbares Schicksal und m\u00f6glicherweise einen schmerzhaften Tod.<\/span><\/p>\n

Bevor wir uns jedoch in die Erforschung anderer Universen st\u00fcrzen, m\u00fcssen wir zun\u00e4chst die Geheimnisse unseres eigenen Universums ergr\u00fcnden. Und vor allem die geheimnisvolle Kraft der dunklen Energie.<\/span><\/p>\n

Dunkle Energie ist die gebr\u00e4uchliche Bezeichnung f\u00fcr jede Kraft, die eine beschleunigte Ausdehnung des Universums bewirkt. Derzeit dominiert die Dunkle Energie das Universum und macht 68% der gesamten kosmischen Materie-Energie aus. Dies war jedoch nicht immer so.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

In der fr\u00fchesten Epoche des Universums wurde es von der Energie des Urknalls dominiert, was zu seiner Inflation f\u00fchrte. Als das Universum in die Epoche der von Materie dominierten, angetrieben durch die Schwerkraft, verlangsamte sich diese Inflation bis fast zum Stillstand. Das h\u00e4tte das Ende des Kosmos sein sollen, doch etwa 9 bis 10 Milliarden Jahre nach dem Urknall begann das Universum erneut zu expandieren, und diese Expansion beschleunigte sich, was zur Epoche der dunklen Energie f\u00fchrte.<\/span><\/p>\n

Um zu verstehen, warum dies ein so beunruhigendes R\u00e4tsel ist, stellen Sie sich vor, Sie geben einem Kind auf einer Schaukel einen sanften Schubs und beobachten, wie seine Schaukel stoppt und dann ohne ersichtlichen Grund wieder anf\u00e4ngt zu schaukeln, wobei die Schaukel immer schneller wird.<\/span><\/p>\n

Als ob die Dunkle Energie nicht schon merkw\u00fcrdig genug w\u00e4re, haben j\u00fcngste Ergebnisse des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) gezeigt, dass diese mysteri\u00f6se Kraft schw\u00e4cher wird. Dies scheint dem Standardmodell der Kosmologie, dem Lambda-Kalte-Dunkle-Materie-Modell (LCDM), zu widersprechen, das davon ausgeht, dass die Dunkle Energie (dargestellt durch die kosmologische Konstante Lambda) konstant ist.<\/span><\/p>\n

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\nDie Abbildung zeigt Materie, die in ein Schwarzes Loch flie\u00dft, die Einstein-Rosen-Br\u00fccke \u00fcberquert und aus einem Wei\u00dfen Loch wieder austritt. Aber entsteht sie in einem neuen, entstehenden Universum? Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Poplawski schl\u00e4gt jedoch vor, dass ein rotierendes Universum sowohl die dunkle Energie als auch ihre Schw\u00e4chung erkl\u00e4ren k\u00f6nnte.<\/span><\/p>\n

\u201eDunkle Energie entsteht durch die Zentrifugalkraft in einem rotierenden Universum im gro\u00dfen Ma\u00dfstab\u201c, erkl\u00e4rte der theoretische Physiker. \u201eW\u00e4re das Universum flach, w\u00fcrde die Zentrifugalkraft nur in Richtungen senkrecht zur gew\u00e4hlten Achse wirken.\u201c<\/span><\/p>\n\n

Da das durch das Schwarze Loch geschaffene Universum jedoch in Poplavskys kosmologischer Theorie geschlossen ist, f\u00fchrt jede Bewegung in jede Richtung letztendlich zur R\u00fcckkehr aus der entgegengesetzten Richtung.<\/span><\/p>\n

Dies w\u00fcrde bedeuten, dass die im rotierenden Universum entstehende Zentrifugalkraft zu einer Kraft wird, die vom urspr\u00fcnglichen wei\u00dfen Loch, dem Mutteruniversum, in alle Richtungen wirkt.<\/span><\/p>\n

\u201eDie St\u00e4rke dieser Kraft ist proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit des Universums und der Entfernung zum Wei\u00dfen Loch\u201c, sagte Poplavsky. \u201eDiese Beziehung nimmt die Form einer Kraft an, die von der dunklen Energie auf die Galaxie ausge\u00fcbt wird und proportional zur kosmologischen Konstante und der Entfernung zum Wei\u00dfen Loch ist. Daher ist die kosmologische Konstante proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit des Universums.\u201c<\/span><\/p>\n

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\nEine Illustration unseres rotierenden Universums als Teil eines gr\u00f6\u00dferen Multiversums. Robert Lee<\/span><\/em><\/p>\n

Doch wie l\u00e4sst sich dies erkl\u00e4ren, dass die DESI-Beobachtungen auf eine Schw\u00e4chung der Dunklen Energie hindeuten?<\/span><\/p>\n

\u201eDa der Drehimpuls des Universums erhalten bleibt, nimmt er mit der Ausdehnung des Universums ab\u201c, sagte Poplawski. \u201eDaher sollte auch die kosmologische Konstante, die die einfachste Erkl\u00e4rung f\u00fcr die Dunkle Energie darstellt, mit der Zeit abnehmen. Dieses Ergebnis steht im Einklang mit den j\u00fcngsten DESI-Beobachtungen.\u201c<\/span><\/p>\n

Um Poplavskys Theorie weiter zu best\u00e4tigen, sind zus\u00e4tzliche Daten \u00fcber den Fluss von Galaxienhaufen und die Asymmetrie der Rotationsachsen von Galaxien erforderlich. Dies wird dazu beitragen, die Rotation unseres Universums weiter zu best\u00e4tigen.<\/span><\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnten zus\u00e4tzliche Daten zur Abh\u00e4ngigkeit der Dunklen Energie von kosmischen Entfernungen und dem Zeitablauf in unserem 13,7 Milliarden Jahre alten Kosmos dazu beitragen, zu best\u00e4tigen, ob die Schw\u00e4chung der Dunklen Energie mit der abnehmenden Winkelgeschwindigkeit des Universums zusammenh\u00e4ngt.<\/span><\/p>\n

\u201eDer n\u00e4chste Schritt zur Weiterentwicklung dieser Ideen besteht darin, eine Gleichung zu bestimmen, die die Abnahme der kosmologischen Konstante beschreibt, die durch die Winkelgeschwindigkeit des Universums im Laufe der Zeit entsteht, und diese theoretische Vorhersage mit der beobachteten Abnahme der Dunklen Energie zu vergleichen\u201c, schloss Poplavsky. \u201eDiese Forschung k\u00f6nnte die Suche nach einer Metrik beinhalten, die ein expandierendes und rotierendes Universum beschreibt.\u201c<\/span><\/p>\n

Eine neue Theorie besagt, dass Dunkle Materie das Universum geformt hat. Dunkle Materie soll \u201eschwach\u201c mit dem sichtbaren Universum interagieren, aber war das schon immer so? Physiker haben das Inflaton modelliert \u2013 einen theoretischen Raum, den Wissenschaftler zur Untersuchung der Zeit unmittelbar nach dem Urknall nutzen \u2013 um diese Wechselwirkungen zu untersuchen. Es ist m\u00f6glich, dass Dunkle Materie in dieser Zeit gleichm\u00e4\u00dfiger mit dem Rest des Universums interagierte als sichtbare Materie.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

In einer von Experten begutachteten Studie kam ein Wissenschaftlerteam der Northeastern University zu dem Schluss, dass Dunkle Materie bei der Entstehung unseres sichtbaren Universums eine viel gr\u00f6\u00dfere Rolle gespielt haben k\u00f6nnte als bisher angenommen. Das ist eine gewagte Behauptung \u2013 Physiker betrachteten Dunkle Materie bislang weitgehend als einen unerkl\u00e4rlichen, relativ stabilen Teil der Gleichung und nicht als einen aktiven Teilnehmer an der Gestaltung unseres sichtbaren Universums. W\u00e4hrend sich Wissenschaftler im Allgemeinen einig sind, dass Dunkle Materie nur sehr, sehr schwach mit dem sichtbaren Universum verbunden ist, fragten sich diese Forscher: Gibt es einen Ort, an dem beide gleichberechtigt sind?<\/span><\/p>\n

Es ist intuitiv verst\u00e4ndlich, dass dunkle Materie (die 95 % des modernen Universums ausmacht) beim Urknall, der Entstehung unseres Kosmos, eine Rolle gespielt haben muss. Doch es ist \u00e4u\u00dferst schwierig, diese Annahme mit Beweisen zu untermauern. In manchen Mathematik- und Programmierkursen werden sogenannte \u201eBlack-Box-Funktionen\u201c gelehrt: Man gibt einen Wert ein und schaut, was herauskommt, aber man sieht nie wirklich, welcher Prozess dazwischen abl\u00e4uft und zu diesem Ergebnis f\u00fchrt. Der Urknall k\u00f6nnte die ultimative Black-Box-Funktion sein, und Wissenschaftler versuchen, sie mithilfe immer besserer Hypothesen zu rekonstruieren.<\/span><\/p>\n

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\nDer Urknall. Flavio Coelho<\/span><\/p>\n

F\u00fcr ihre Arbeit mussten Doktorand Jinzheng Li und Professor Pran Nath sowohl den Urknall als auch eine Reihe von Wechselwirkungen simulieren, um die Rolle der Dunklen Materie zu rekonstruieren. Sie \u00fcberpr\u00fcften die Annahme, dass der dunkle und der sichtbare Sektor enger miteinander verbunden sind als angenommen \u2013 dass also eine st\u00e4rkere Kopplung zwischen Dunkler und Normaler Materie bestehen k\u00f6nnte als erwartet. In der Physik liegt eine Kopplung vor, wenn zwei Teilchen beliebiger Art durch eine der vier Grundkr\u00e4fte gebunden sind: Gravitation, Elektromagnetismus, schwache Wechselwirkung oder starke Wechselwirkung. F\u00fcgt man Dunkle Materie und Dunkle Energie hinzu, entstehen zudem \u201eschwache\u201c Wechselwirkungen, die deutlich schw\u00e4cher sind als, nun ja, schwach.<\/span><\/p>\n

Die Arbeit mit schwachen Wechselwirkungen erm\u00f6glicht es Wissenschaftlern, andere Modelle als das Standardmodell zur Erkl\u00e4rung des Universums zu verwenden. Es ist, als w\u00fcrde man 0,0001 einsetzen, um eine Division durch Null zu vermeiden. Und wenn die gesamte Dunkle Materie nur schwach an das sichtbare Universum gekoppelt w\u00e4re, w\u00fcrde dies die Annahme st\u00fctzen, dass das sichtbare Universum einen enormen Einfluss auf die Physik hat. Wir k\u00f6nnten das Standardmodell weiterhin verwenden, ohne dass es zu besonders besorgniserregenden Abweichungen von der mathematischen Harmonie k\u00e4me, sobald der Einfluss der Dunklen Materie effektiv auf Null reduziert w\u00e4re.<\/span><\/p>\n

Doch was w\u00e4re, wenn dies nicht immer der Fall w\u00e4re? Was w\u00e4re, wenn im vielleicht entscheidenden Moment dunkle und sichtbare Materie \u201edemokratischer\u201c miteinander verkn\u00fcpft w\u00e4ren \u2013 eng genug, dass beide Seiten einen ausgewogeneren Einfluss auf das Geschehen im Universum h\u00e4tten?<\/span><\/p>\n

Um dies herauszufinden, erforschte das Team einen theoretischen Raum namens \u201eInflaton\u201c, den Wissenschaftler nutzen, um die unfassbar schnelle Expansion (oder \u201eInflation\u201c) des fr\u00fchen Universums zu verstehen und zu modellieren. Wenn wir nicht mehr davon ausgehen, dass die Dunkle Materie im Inflaton nur schwach gekoppelt war, kommt pl\u00f6tzlich ein ganz neuer Parameter ins Spiel. \u201eDer verborgene Sektor und die sichtbaren Sektoren k\u00f6nnten sich demokratisch an das Inflaton koppeln\u201c, schrieb das Team. \u201eIn diesem Fall w\u00fcrden sich der verborgene Sektor und die sichtbaren Sektoren am Ende der Wiedererw\u00e4rmung\u201c oder am Ende des Inflatons im thermischen Gleichgewicht befinden.<\/span><\/p>\n

Obwohl diese Idee m\u00f6glicherweise im Widerspruch zum Standardmodell steht, erkl\u00e4ren die Forscher, dass sie gerade deshalb f\u00fcr Wissenschaftler von Interesse sein sollte. \u201eDie Analyse legt nahe, dass die Einbeziehung verborgener Sektoren, die in verschiedenen Modellen der Teilchenphysik jenseits des Standardmodells vorkommen, und damit ihre Einbeziehung Auswirkungen auf die genaue Beschreibung physikalischer Ph\u00e4nomene haben wird\u201c, schlussfolgern sie.<\/span><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Standardmodell der Kosmologie \u2013 unsere f\u00fchrende Theorie der kosmischen Evolution \u2013 geht davon aus, dass die Dunkle Energie im gesamten Universum und \u00fcber die Zeit hinweg konstant ist und somit eine grundlegende Eigenschaft des Weltraums darstellt. W\u00e4re sie konstant, w\u00fcrde die mysteri\u00f6se Dunkle Energie, die bis zu 70 Prozent des Universums ausmacht, alle Sterne und Galaxien verdr\u00e4ngen. Die umfassendste Untersuchung der kosmischen Geschichte des Universums legt jedoch nahe, dass sich die Dunkle Energie, auch als hypothetische \u201eAntigravitationskraft\u201c bekannt, im Laufe der Zeit eher entwickelt als konstant bleibt, was auf eine weniger einsame Zukunft f\u00fcr die Bewohner des Universums hindeutet.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1930,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[40,538],"tags":[306,703,895],"class_list":{"0":"post-1929","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kosmos","8":"category-weltraum","9":"tag-dunkle-materie","10":"tag-universum","11":"tag-urknall"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1929"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1931,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929\/revisions\/1931"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1930"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1929"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1929"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1929"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}