Vor dem Urknall

ersten beunruhigenden Daten wurden 1933 von dem Astronomen Fritz Zwicky vom California Institute of Technology entdeckt. Bei der Beobachtung eines Galaxienhaufens im Sternbild «Haar der Berenike» spürte Zwicky eine relative Bewegung auf, die ihm verrückt vorkam.
    In dem Haufen waren 1000 Galaxien einander nahe genug, um eine erhebliche gegenseitige Gravitationswirkung auszuüben. Zwicky stellte fest, dass sich die äußeren Galaxien des Haufens viel schneller fortbewegten, als man erwarten konnte. Tatsächlich so schnell, dass sie eigentlich voneinander hätten fortfliegen müssen wie Erbsen am Rand einer schnell rotierenden Scheibe – es sei denn, sie wären viel schwerer, als sie zu sein schienen.
    Genau diesen Effekt, allerdings auf Sternen innerhalb einer Galaxie, beobachtete Vera Rubin von der Georgetown University in den 1960 er Jahren. Unsere Milchstraße hat in ihren Randbezirken Sterne, die viel zu schnell umherrasen, als dass die Gravitationskraft der ganzen bekannten Materie in der Galaxie sie an Ort und Stelle festhalten könnte. Es musste daher noch etwas anderes geben, etwas mit mehr Masse, das diese Gravitationsanziehung auslösen konnte. Aber dieses Etwas war unsichtbar.
    Auf den ersten Blick ist das kein großes Problem. Will man das Gewicht einer Galaxie (selbst das unserer Milchstraße) bestimmen, bleibt einem kaum etwas anderes übrig als eine sachkundige Schätzung. Wir können nicht das Gewicht jedes einzelnen Sterns benennen, sondern nur eine grobe Messung vornehmen, indem wir die Sterne in einem Abschnitt der Milchstraße so genau wie möglich auszählen und das Ergebnis auf die ganze Milchstraße hochrechnen. Angenommen, dass eine begründete Vermutung nicht so großartig ausfällt, wie die Galaxienbewegung es suggeriert, scheint die Mutmaßung berechtigt, dass die Dunkle Materie, die sich aus der Berechnung ergibt, in etwa Folgendes ist: gewöhnliche, weitverbreitete oder Gartenmaterie, die dunkel ist – ein Stoff, der kein Licht abgibt.
    Sogar in unserem eigenen Sonnensystem gibt es eine Menge Materie, die wir übersehen können, zum Beispiel Staub oder größere Körper, die eben kein Sonnenlicht einfangen. In fernen Galaxien ist es uns erst kürzlich gelungen, nur schwach (und häufig indirekt) die Existenz einiger Planeten und anderer Himmelskörper zu entdecken, deren Lichtabstrahlung nicht mit der eines Sterns zu vergleichen ist. Und außerdem glaubt man, dass viele Galaxien in ihrer Mitte ein supermassives Schwarzes Loch beherbergen, dessen Masse die eines Sterns bei weitem übersteigt, und Schwarze Löcher sind ja per definitionem dunkel. Genügt das nicht? Schon möglich, aber die meisten Kosmologen halten die Dunkle Materie für einen exotischeren Stoff, eine besondere Art von Materie, die sich nicht so verhält, wie man es von normalen Atomen erwartet.

Machos und Wimps
    In Wirklichkeit ist das Konzept der Dunklen Materie als einzelner Substanz eine allzu starke Vereinfachung. Weitgehend teilen Kosmologen ihre Vorstellung von der Beschaffenheit Dunkler Materie in zwei Kategorien ein. Es gibt wissenschaftliche Bezeichnungen, die einfach richtig klingen. Das Photon gehört dazu. Andere erscheinen ausgesprochen verschroben wie zum Beispiel das Gen «Sonic Hedgehog» (wörtlich: akustischer Igel). Aber gelegentlich versuchen Wissenschaftler, witzig zu sein, und das Ergebnis lässt einen dann zusammenzucken. So unterteilen die Kosmologen die potenziellen Quellen der Dunklen Materie in Machos und Wimps. Ein Macho ist ein « M assive A strophysical C ompact H alo O bject». Es sind Objekte aus konventioneller Materie. Sie können alltäglich sein wie ein Komet oder extremerer Natur wie ein Schwarzes Loch, das man nicht sehen kann, weil es nicht genügend Strahlung abgibt. Man nimmt an, sie existieren im galaktischen Halo, in dem Raum, der die Galaxie umgibt.
    Unglücklicherweise gibt es kaum Beweismaterial dafür, dass die Machos irgendwo auch nur annähernd genügend Masse liefern. Wir brauchen ja eine Menge Dunkle Materie, die gut siebenmal mehr wiegen muss als die gesamte gewöhnliche Materie im Universum. Deshalb greift man auf die noch exotischere Alternative der WIMPS zurück: «Weakly Interacting Massive Particles» – «schwach wechselwirkende massereiche Teilchen», im Englischen auch deutbar als «wimp» wie Schwächling. Die Wimps lassen sich nicht wie normale Materie aufspüren, wechselwirken wahrscheinlich überhaupt nicht mit dem Licht, sind aber wenigstens noch