Dunkle Materie: Die Materie, die wir nicht sehen können - James Gillies

Die ganze Lektion unter: http://ed.ted.com/lessons/dark-matter-the-matter-we-can-t-see-james-gillies

Die Griechen besaßen eine einfache und elegante Formel für das Universium: Erde, Feuer, Wind und Wasser. Doch es ist nicht bloß das -- es ist noch viel mehr. Sichtbare Materie (die über die vier griechischen Elemente hinaus geht) umfasst nur etwa 4 % des Universums. Der CERN-Wissenschaftler James Gillies erzählt uns, woraus die restlichen 96 % bestehen (Dunkle Materie und Dunkle Energie) und wie wir sie entdecken können.

Lektion von James Gillies, Animation von TED-Ed.

Die alten Griechen hatten eine tolle Idee:

Das Universum ist simpel.

Ihrer Meinung nach bestand es
aus vier Elementen:

Erde, Luft, Feuer und Wasser.

In der Theorie klingt das wunderschön;

sie hat Schlichtheit und Eleganz.

Durch Kombination der vier Elemente

könne man die Vielfalt
des Weltalls erschaffen.

Erde und Feuer etwa
liefern trockene Dinge,

Luft und Wasser nasse Dinge.

Doch die Theorie war problematisch.

Sie konnte nichts Messbares vorhersagen

und Messungen sind die Basis
für experimentelle Wissenschaft.

Schlimmer noch: Die Theorie war falsch.

Doch die Griechen waren
Verstandeswissenschaftler

und im 5. Jahrhundert n. Chr.
entwickelte Leukipp von Milet

eine der beständigsten
wissenschaftlichen Ideen überhaupt.

Alles was wir sehen, besteht aus
kleinen, unteilbaren Teilen: Atomen.

Diese Theorie ist schlicht und elegant

und hat gegenüber der Elemente-Theorie
den Vorteil korrekt zu sein.

Jahrhunderte wissenschaftlichen
Denkens und Ausprobierens

wiesen nach, dass die echten Elemente
wie Wasserstoff, Kohlenstoff und Eisen

in Atome zerlegt werden können.

Nach Leukipps Theorie ist das Atom
der kleinste unteilbare Teil,

der noch als Wasserstoff,
Kohlenstoff oder Eisen erkennbar ist.

Das einzige Problem der Idee Leukipps ist,
dass Atome in der Tat teilbar sind.

Tatsächlich erklärt seine Theorie
nur einen kleinen Teil von dem,

was das Universum ausmacht.

Was als normal im Weltall erscheint,
ist in Wirklichkeit eher selten.

Leukipps Atome und ihre Bestandteile

machen nur etwa 5 % von dem aus,
was wir dort draußen kennen.

Physiker kennen den Rest des Universums,
95 % davon, als Dunkles Universum,

das aus Dunkler Materie
und Dunkler Energie besteht.

Woher wir das wissen?

Weil wir Dinge betrachten
und sie erkennen.

Das mag simpel klingen,
ist aber eher tiefsinnig.

Alle Dinge aus Atomen sind sichtbar.

Licht prallt davon ab und wir sehen sie.

Wenn wir ins Weltall blicken,
sehen wir Sterne und Galaxien.

Einige, wie die, in der wir leben,

sind wunderschöne Spiralen,
die anmutig durchs All wirbeln.

In den 1930ern maßen Wissenschaftler
erstmals die Bewegung von Galaxien

und wogen die Masse der Materie in ihnen.

Sie waren überrascht.

Es gab nicht genügend sichtbare Dinge,
die diese Gruppe zusammenhielt.

Spätere Messungen einzelner Galaxien
bestätigten dieses verwirrende Resultat.

Es ist nicht genug Sichtbares in Galaxien,

damit die Schwerkraft sie zusammenhält.

Sie sollten auseinander fliegen,
doch das tun sie nicht.

Es muss also etwas geben,
was wir nicht sehen können.

Das nennen wir Dunkle Materie.

Heutzutage stammt der beste Beweis
für Dunkle Materie von Messungen

der kosmischen Mikrowellenstrahlung,
dem Nachbrennen des Urknalls.

Aber das ist eine andere Geschichte.

All unsere Beweise
deuten auf Dunkle Materie hin,

die für so viele Dinge
in Spiralgalaxien verantwortlich ist.

Was bedeutet das für uns?

Wir wissen schon lange,
dass der Himmel sich nicht um uns dreht.

Wir sind Bewohner
eines gewöhnlichen Planeten,

der einen gewöhnlichen Stern umkreist,

im Spiralarm einer gewöhnlichen Galaxie.

Die Entdeckung Dunkler Materie

führte uns einen Schritt
vom Zentrum der Dinge weg.

Die Dinge, aus denen wir sind,

sind nur ein kleiner Teil von dem,
was das Universum ausmacht.

Doch das ist nicht alles.

Wissenschaftler erforschten
die Außenbereiche des Universums

und bestätigten, dass sich alles
voneinander weg bewegt,

wie du es von einem Universum erwartest,
das in einem dichten Urknall entstand.

Die Ausdehnung des Universums
scheint außerdem schneller zu werden.

Was bedeutet das?

Es gibt entweder eine Energie,
die diese Beschleunigung vorantreibt,

ähnlich wie Energie für ein Auto,

oder die Schwerkraft
verhält sich anders, als wir denken.

Viele Wissenschaftler vermuten Ersteres:

Es muss eine Energie geben,
die die Beschleunigung leitet.

Sie nannten sie Dunkle Energie.

Die besten Messungen ermöglichen uns,
den Anteil des dunklen Alls zu ermitteln.

Dunkle Energie scheint etwa
68 % des Universums auszumachen;

Dunkle Materie etwa 27 %

und 5 % bleiben für uns
und alles, was wir sehen können.

Woraus bestehen diese Dunklen Dinge?

Wir wissen es nicht,

aber es gibt die Supersymmetrie,
die etwas davon erklären könnte.

Supersymmetrie, kurz SUSY,

sagt eine Reihe neuer Partikel voraus,
aus der Dunkle Materie bestehen könnte.

Fänden wir Beweise für SUSY,

würden wir statt 5 % des sichtbaren Alls,
ein Drittel verstehen können.

Nicht schlecht für ein Tagewerk.

Dunkle Energie wäre wohl
schwieriger zu verstehen,

aber es gibt schon abstrakte Theorien,
die richtig sein könnten.

Manche beziehen sich
auf die Idee der alten Griechen;

die Idee, dass das Universum simpel ist.

Laut diesen Theorien
gibt es nur ein Element,

aus dem alles im Universum abstammt:
ein zitternder Faden.

Demnach sind alle bekannten Partikel
verschiedene Schwingungen des Fadens.

Stringtheorien sind bisher nicht testbar.

Aber mit so viel, das es im Universum
noch zu entdecken gilt,

steht viel auf dem Spiel.

Fühlst du dich jetzt klein?

Das solltest du nicht.

Du solltest erstaunt sein,

dass du ein Mitglied
der einzigen Spezies im Weltall bist,

die beginnt, seine Wunder zu verstehen.

Du lebst zur rechten Zeit, um zu sehen,
wie unser Wissen explodiert.