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Das Universum: Ist das die geheime "5. Kraft", die uns zusammenhält?

Fr, 23.08.2019, 15.54 Uhr

Faszination Universum und die Geheimnisse, die es für uns bereit hält

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Astrophysiker jagen dem Unsichtbaren nach, das das Universum zusammenhält. Besonders erstaunlich nun: die Entdeckung einer verborgenen "fünften Kraft" – die einiges erklären könnte.

Es ist eine der ältesten Fragen der Menschheit: Was hält das Universum zusammen? Schon Goethes Faust strebte danach "dass ich erkenne, was die Welt im Inneresten zusammenhält". Gott sei Dank ist es mit heutiger Technik viel leichter möglich das herauszufinden, was die Figur nur aus Büchern lernen konnte. Astrophysiker sind mit immer mehr Daten auf der Jagd nach den Kräften im Weltall. Das führte sogar dazu, dass sie eine bisher unbekannte "fünfte Kraft" entdeckt haben. Aber ist sie auch die Antwort?

Das Universum enthüllt: 4 Kräfte und dann Schluss?

Ein Team von Astrophysikern will eine mögliche Antwort auf die Frage aller Fragen haben: Welche Kräfte halten das Universum zusammen? Hinter jedem kosmischen Stein suchen sie nach etwas, das dunkle Photonen heißt und die fehlende "fünfte Kraft" sein könnte. Diese Teilchen könnten eine bisher unbekannte Kraft der Natur durchs All transportieren – die Wechselwirkung zwischen der normalen Materie und der unsichtbaren, mysteriösen namens Dunkle Materie.

Um das besser zu verstehen, musst du Folgendes wissen: Forscher wissen bereits, dass die Natur gedehnt, gezogen, gequetscht und gerissen wird durch vier große Kräfte:

  1. die tyrannische, starke, aber reichweitenarme Kernkraft, die Atomkerne zusammenhält
  2. die dunkle, schwache Kernkraft, die den radioaktiven Zerfall kontrolliert und die subatomaren Partikel beeinflusst
  3. die helle, elektromagnetische Kraft, die unser Leben beherrscht
  4. und die subtile Gravitationskraft, die bei weitem schwächste der Kräfte

Sie bestimmen das Universum und damit auch unsere tägliche Existenz auf der Erde. Wissenschaftler können mit ihrer Hilfe ein Bild von unserer Welt zeichnen. Dort gibt es keine Interaktion, an der nicht mindestens eine der vier Kräfte beteiligt ist.

Ist das etwa die "5. Kraft" des Universums?

So viel zum Verständnis. Trotz dieses Wissens gibt es aber natürlich immer noch Interaktionen im Kosmos, die nicht allein mit den vier Kräften erklärbar sind. Und hier kommt die mysteriöse "fünfte Kraft" mit den dunklen Photonen und der Dunklen Materie ins Spiel.

Ein internationales Team von Physikern hat sich auf die Suche nach unbekannten Kräften wie dieser begeben. Dafür nutzen sie auch Daten des Large Hadron Colliders, dem weltweit größten Atomzerstörer. Wie sie es in einem veröffentlichten Paper beschreiben, ist ihre Suche leer geblieben. Doch das ist gut. Es bedeutet nämlich, dass unsere bekannten Gesetze der Physik immer noch gelten. Aber wir können immer noch keine Dunkle Materie erklären.

Das ist erstaunlich, schließlich soll sie 80 Prozent der gesamten Masse des Universums ausmachen. Licht kann sie gar nicht ab, sonst hätten wir sie auch bereits entdeckt. So gibt es eine kleine Chance, dass ganze Legionen von Partikeln Dunkler Materie gerade jetzt durch deinen Körper rauschen. Man weiß nie. Neuere Theorien gehen sogar davon aus, dass die Substanz gelegentlich mit normaler Materie "spricht" – und zwar durch die Kernkraft.

Dunkle Materie "kommuniziert"?

Das alles führt zwangsläufig zu der Annahme, dass sie mit einer bisher unbekannten "fünften" Kraft daherkommt. Woher sollte die Materie sonst mit anderer Materie oder Dunkler Energie (über die wir auch noch nicht viel wissen) "sprechen" können?

Sie könnte auch ein neuer Kommunikationskanal zwischen normalen und dunklen Sektoren sein, die das Universum zusammenhalten. Dieser Kanal beziehungsweise dieses Portal wird dunkles Photon genannt. Zumindest der Theorie der Physiker nach, ist es ähnlich dem bekannten hellen Photon der elektromagnetischen Kraft, das du sicher noch aus der Schule kennst.

Dunkle Photonen können wir weder fühlen, schmecken, noch sonstwie mit Sinnen erfassen. Trotzdem soll unser Kosmos voll davon sein. Im Szenario des Physikerteams soll Dunkle Materie dunkle Photonen ausstoßen. Auf seiner Reise durch den Weltraum trifft es ab und zu auch ein helles Photon, was seine Energie und Flugbahn beeinflusst.

Ein kleiner Schritt für die Physik

Wieder müssen wir dich enttäuschen: Selbst mit dunklen Photonen können wir Dunkle Materie nicht direkt sehen, aber wir können die Existenz dieser Photonen aufspüren. Und zwar möglicherweise genau in den recht seltenen Moment, wenn sie auf die hellen Partikel treffen. Und da wir schon recht wirkungsvolle wissenschaftliche Apparaturen bauen können, ist die Wahrscheinlichkeit einer Entdeckung recht groß.

Die Forscher haben genau das getan – erfolgreich. In den Trümmern des Zusammenstoßes von dunklen und hellen Photonen fanden sie: Elektronen. Viele davon. Dass die Suche nach dunklen Photonen selbst leer blieb, heißt also nicht, dass es sie nicht gibt. Und wenn sie immer häufiger aufgespürt werden, dürfte irgendwann auch die Suche nach Dunkler Materie, die das Universum einnimmt, erfolgsversprechender sein.

Es gibt auch eine Theorie, die besagt, warum Dunkle Materie bislang keinen Tod forderte. Enttäuschender dürfte es sein, wenn diese alternative Gravitationstheorie sich als wahr herausstellen sollte. Im Übrigen sollen wir bereits das sechste Universum erreicht haben. War dir das trotzdem alles zu theoretische Physik, schau dir Einsteins Relativitätstheorie im echten Leben an.

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