MOND: Alternativ-These zur Dunklen Materie scheitert an der Realität

Die Annahme der Existenz einer Dunklen Materie konnte bisher noch nicht treffend bewiesen werden, was einer alternativen These Raum gab. Diese Modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND) steht nun allerdings vor einem ganz eigenen Problem.

Das große Rätsel

Eines der größten Rätsel der heutigen Astrophysik ist die Tatsache, dass die Kräfte in Galaxien nicht zusammenzupassen scheinen. Insbesondere die äußeren Bereiche rotieren schneller um das Zentrum, als sie sollten. Damit es die Galaxien nicht regelrecht auseinanderreißt, müsste auf diese Regionen eine höhere Gravitationskraft wirken, als die sichtbare Materie hergibt.

Aus diesem Grund wurde die Idee einer unsichtbaren Substanz namens dunkle Materie vorgeschlagen. Diese sollte die Masse liefern, mit der die Bewegung dann wieder durch eine ausreichend hohe Gravitation ausgeglichen werden kann. Bis heute konnte dieser geheimnisvolle Stoff aber von niemandem nachgewiesen werden und auch das Standardmodell der Teilchenphysik enthält keine Teilchen oder Leerstellen, die hier passen würden.

Der israelische Physiker Mordehai Milgrom hatte daher im Jahr 1982 die MOND als alternativen Erklärungsansatz vorgeschlagen. Der Kerngedanke ist dabei, dass sich die Schwerkraft anders verhält als von Newton erwartet, wenn sie sehr schwach wird - wie es an den Rändern von Galaxien der Fall ist. Die Gleichungen passen dabei ziemlich gut auf die Beobachtungen der Galaxien-Rotation und sie erklären auch einige andere Phänomene mathematisch. Allerdings bekommt man bei der Annahme der Dunklen Materie eben die gleichen Ergebnisse, so dass beide Thesen im Grunde parallel nebeneinander stehen.

Messdaten passen nicht

Allerdings müssten die Vorhersagen der MOND dann nicht nur in den Randbereichen von Galaxien passen, sondern auch in anderen Fällen, in denen die Gravitationswirkung eines Objekts sehr gering wird, wie aus einem Bericht des Magazins The Conversation hervorgeht. Das wäre bei unserem Sonnensystem bereits bei den weiter entfernten Planeten-Bahnen der Fall. Die MOND-Gleichungen würden hier beispielsweise dazu führen, dass der Saturn von der Bahn abweicht, die ihm die Newtonschen Gravitationsgesetze zuschreiben.

Das allerdings ist nicht der Fall, wie eine Auswertung der Daten der Cassini-Mission zeigt. Die Cassini-Sonde war von 2004 bis 2017 rund um den Saturn und seine Ringe und Monde unterwegs und lieferte anhand der Signallaufzeiten auch präzise Messdaten zum Abstand des Planeten von der Erde. Diese passen exakt zum Modell Newtons, wie ein aktuelles Paper zeigen kann.

Eine weitere Untersuchung widmete sich den Bewegungen großer Doppelsterne, die sich auf Entfernungen von tausenden Astronomischen Einheiten um einen gemeinsamen Schwerpunkt bewegen. Nach den MOND-Gleichungen müssten diese sich aber etwa 20 Prozent schneller bewegen, als Newton es vorhersagt. Auch dies ist laut den verfügbaren Beobachtungsdaten nicht der Fall. Daher setzt sich zunehmend die Erkenntnis durch, das Milgrom zwar eine interessante und schlüssige These aufstellte, die aber zunehmend an Beobachtungsdaten scheitert.


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