✨ Wissenschaftler verändern die Gesetze der Physik, um die dunkle Materie zu entschlüsseln

Forscher haben digitale Kopien unserer Galaxie, der Milchstraße, erstellt, um eines der großen Rätsel des Universums besser zu verstehen: die dunkle Materie. Diese virtuellen Zwillinge sind das Ergebnis des COZMIC-Projekts, das von Vera Gluscevic und ihrem Team an der University of Southern California (USC) durchgeführt wird.

Das Ziel: zu beobachten, wie die dunkle Materie die Entstehung und Entwicklung von Galaxien beeinflusst. Dafür nutzten die Forscher leistungsstarke Computer, um verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen physikalischen Gesetzen zu simulieren. In einigen Versionen kollidiert die dunkle Materie beispielsweise mit gewöhnlichen Teilchen wie Protonen. In anderen durchdringt sie die Materie, ohne zu interagieren, oder interagiert nur mit sich selbst.


Dank dieser Modelle können Wissenschaftler nun simulierte Galaxien mit echten, durch Teleskope beobachteten Galaxien vergleichen. Dies ermöglicht es ihnen, verschiedene Ideen über die Natur der dunklen Materie zu testen.

Die dunkle Materie macht etwa 85 % der Materie im Universum aus. Man kann sie nicht sehen, da sie kein Licht aussendet. Aber ihre Existenz ist durch ihre Effekte bekannt: Sie wirkt wie ein unsichtbarer Kleber, der Galaxien trotz ihrer schnellen Rotation zusammenhält.

Wissenschaftler vermuten, dass sie aus Teilchen besteht, die sich stark von den uns bekannten unterscheiden. Einige Theorien gehen davon aus, dass sie sehr schwer sind, andere, dass sie nahezu masselos sind.

Die Forscher nutzen Simulationen, um die Entwicklung des Universums am Computer nachzuspielen. So können sie ihre Theorien testen, indem sie die physikalischen Regeln ändern. Zum Beispiel: Was passiert, wenn dunkle Materie mit normaler Materie interagiert? Oder wenn sie es nicht tut?

Diese virtuellen Experimente werden durch Supercomputer ermöglicht, die Milliarden von Daten verarbeiten können. Sie erlauben die Erforschung von Phänomenen, die nicht direkt beobachtet werden können.

Durch diese Arbeit hofft das Team, ihre Ergebnisse bald mit echten Himmelsbeobachtungen abgleichen zu können. Das Ziel: ein besseres Verständnis der Rolle, die dunkle Materie bei der Entstehung und Organisation von Galaxien spielt.