Ein Universum aus Nichts - ... und warum da trotzdem etwas ist

Materie auch Cluster dominiert. Obwohl wir kein Fitzelchen eines direkten Beweises hatten, hofften wir alle, die Menge der Dunklen Materie würde so groß sein, dass ein flaches Universum herauskam – das lief darauf hinaus, dass im Universum 100-mal mehr Dunkle als sichtbare Materie vorhanden sein musste. Der Grund war ganz einfach: Ein flaches Universum ist das einzige mathematisch schöne Universum. Warum? Bleiben Sie dran.
    Ob der Gesamtbetrag Dunkler Materie nun ausreicht, um ein flaches Universum zu garantieren, oder nicht – Beobachtungen wie die aus dem Gravitationslinseneffekt 14 und jüngere Beobachtungen auf anderen Gebieten der Astronomie haben bestätigt, dass die Gesamtmenge Dunkler Materie in Galaxien und Clustern nach heutigem Wissen weit über dem Betrag liegt, den die Berechnungen der Nuklearsynthese im Big Bang zulassen. Inzwischen sind wir uns praktisch sicher, dass die Dunkle Materie – sie wurde, um es noch einmal zu sagen, in unzähligen verschiedenen astrophysikalischen Zusammenhängen von Galaxien bis zu Galaxienhaufen unabhängig voneinander bestätigt – aus etwas vollkommen Neuem bestehen muss, etwas, das es auf der Erde normalerweise nicht gibt. Diese Art von Material, das kein Sternenstoff ist, ist auch kein irdischer Stoff! Aber es ist zweifellos etwas!
    Diese frühesten schlüssigen Hinweise auf Dunkle Materie in unserer Milchstraße haben ein ganz neues Gebiet der Experimentalphysik hervorgebracht. Es freut mich, sagen zu können, dass ich bei deren Entwicklung eine Rolle gespielt habe. Die Partikel der Dunklen Materie befinden sich, wie schon weiter oben angesprochen, überall um uns herum – in meinem Arbeitszimmer ebenso wie »dort draußen« im Weltall. Von daher können wir experimentell danach Ausschau halten und nach der neuen Art eines oder mehrerer Elementarteilchen suchen, aus denen sie besteht.
    Diese Experimente werden schon durchgeführt – in Stollen und Tunneln tief unter der Erde. Warum im Untergrund? Weil wir auf der Erdoberfläche ständig von allen Arten kosmischer Strahlen bombardiert werden – von der Sonne und von viel weiter entfernten Objekten. Da Dunkle Materie ihrem Wesen nach nicht elektromagnetisch reagiert und damit kein Licht erzeugt, gehen wir davon aus, dass ihre Wechselwirkungen mit normaler Materie extrem schwach sind, weshalb sie äußerst schwer aufzuspüren sein wird. Selbst wenn wir tagtäglich von Millionen Partikeln Dunkler Materie bombardiert würden, sollte der größte Teil davon durch uns und die Erde dringen, ohne auch nur zu »bemerken«, dass wir hier sind – und ohne dass wir es zur Kenntnis nehmen. Wenn wir also die Auswirkungen der sehr seltenen Ausnahmen von dieser Regel registrieren wollen – Teilchen der Dunklen Materie, die tatsächlich von Atomen der Materie abprallen –, sollte man am besten darauf vorbereitet sein, sehr seltene und mit geringer Regelmäßigkeit auftretende Ereignisse aufzuspüren. Nur im Untergrund sind wir so gut gegen kosmische Strahlung abgeschirmt, dass dies überhaupt prinzipiell möglich wird.
    Während ich dies niederschreibe, zeigt sich jedoch eine ebenso aufregende Möglichkeit. Der Large Hadron Collider ( LHC ) im schweizerischen Genf hat als weltgrößter und stärkster Teilchenbeschleuniger gerade seinen Betrieb aufgenommen. Wegen der sehr hohen Energien, mit denen dort Protonen aufeinandergeschossen werden, haben wir viele gute Gründe für die Überzeugung, dass dort Bedingungen wie im sehr frühen Universum reproduziert werden, wenn auch nur über mikroskopisch kleine Bereiche. In solchen Bereichen könnten nun genau jene Wechselwirkungen, bei denen im sehr frühen Universum das entstand, was wir heute als Teilchen der Dunklen Materie annehmen, möglicherweise auch im Labor erzeugt werden! Deshalb findet derzeit ein großes Rennen statt. Wer wird die Teilchen der Dunklen Materie zuerst aufspüren, die Experimentatoren tief im Untergrund oder die Physiker am LHC ? Wer auch immer das Rennen gewinnen wird – die gute Nachricht lautet, dass dabei keiner verliert. Wir alle können nur gewinnen, wenn wir erfahren, worum es sich beim ultimativen Stoff der Materie wirklich handelt.
    Auch wenn die geschilderten astrophysikalischen Messungen nicht verraten, was Dunkle Materie eigentlich ist, sagen sie uns doch, wie viel es davon gibt. Eine abschließende