Alles nur eine Illusion? Spannende Idee braucht keine Dunkle Materie

Fast das gesamte Universum soll aus Dunkler Materie und Energie bestehen - ohne direkten Nachweis. Eine neue Studie schlägt vor: Vielleicht sind diese unsichtbaren Bestandteile nur ein Trugbild, erzeugt durch subtile Effekte "veränderlicher Naturkonstanten".

Alles Täuschung? Zeitlich flexible Naturkonstanten als Gamechanger

In der kosmischen Bilanz fehlen seit Jahrzehnten zwei gewaltige Posten. Etwa 95 Prozent des Universums bestehen, so lehrt das Standardmodell, aus unsichtbarer Dunkler Energie und Dunkler Materie. Doch niemand hat je eines dieser Teilchen direkt gesehen. Für viele Forschende bleibt das ein ungelöstes Rätsel - oder ein Notbehelf, um Phänomene zu erklären, die anders nicht passen.

Genau hier setzt ein neuer Vorschlag an. Der Physiker Rajendra P. Gupta hat in der Fachzeitschrift Galaxies ein Modell vorgestellt, das versucht, die kosmische Buchführung ohne diese unsichtbaren Anteile auszugleichen. Seine Idee: Vielleicht sind Dunkle Materie und Dunkle Energie keine realen Substanzen, sondern Nebeneffekte veränderlicher Naturkonstanten - eine Art optische Täuschung des Kosmos.


Im Detail bedeutet das: Konstanten wie Lichtgeschwindigkeit oder Gravitationskonstante werden im Modell nicht als streng unveränderlich gesetzt, sondern mit einer leichten zeitlichen Abhängigkeit versehen. In den kosmologischen Gleichungen erscheinen dadurch Zusatzterme, die sich verhalten, als gäbe es eine abstoßende Dunkle Energie und eine zusätzliche Anziehungskraft wie durch Dunkle Materie.

Die Bewährungsprobe liegt bei den Beobachtungen. Erste Tests mit Rotationskurven von Spiralgalaxien zeigen, dass sich die Flachheit der Umlaufgeschwindigkeiten auch ohne klassische Dunkle Materie rekonstruieren lässt. Normalerweise würde man erwarten, dass Sterne am Rand einer Galaxie langsamer kreisen - ähnlich wie Planeten weiter draußen in unserem Sonnensystem.

Tatsächlich aber bleiben die Umlaufgeschwindigkeiten fast konstant. Gupta testete sein Modell an Datensätzen des SPARC-Katalogs, einer Sammlung von präzise vermessenen Galaxienrotationen. Mit nur einem zusätzlichen Parameter - einer Art Schwelle der lokalen Dichte - ließ sich das beobachtete Verhalten dort plausibel nachbilden.

Verlockend einfach

Doch so verlockend die Einfachheit klingt, sie steht gegen starke Gegenargumente. In kollidierenden Galaxienhaufen wie dem Bullet-Cluster lässt sich durch Gravitationslinsen sichtbar machen, wie Masse den Raum krümmt. Dabei zeigt sich: Die Schwerkraft folgt nicht dem heißen Gas, das wir im Röntgenlicht sehen können, sondern liegt wie eine unsichtbare Wolke versetzt daneben. Für viele gilt das als direkter Hinweis auf Dunkle Materie.

Guptas Modell enthält zudem einen Anteil klassischer Tired-Light-Ideen - also den Gedanken, dass Licht auf langen Reisen Energie verliert und deshalb röter erscheint. Damit soll ein Teil der kosmischen Rotverschiebung erklärt werden.

In der Theorie mutig

Doch genau hier widersprechen Beobachtungen. Weit entfernte Supernovae erscheinen nicht nur röter, sondern ihre Lichtkurven sind auch zeitlich gestreckt - die Explosionen laufen wie in Zeitlupe ab. Dieses Verhalten passt zu einer sich ausdehnenden Raumzeit, nicht zu einfachem Energieverlust unterwegs. Für viele Forscher ist das ein starkes Indiz, dass Dunkle Materie und Energie mehr sind als bloße Rechenartefakte.

Am Ende bleibt der Eindruck einer mutigen, aber umstrittenen Hypothese. Sie erinnert daran, dass selbst die scheinbar fest verankerten Pfeiler der Kosmologie noch Spielraum für neue Deutungen lassen. Ob Dunkle Materie und Dunkle Energie wirklich Illusionen sind - oder ob sich die Illusion eher in den neuen Modellen verbirgt - müssen kommende Tests an kosmischer Hintergrundstrahlung, Strukturbildung und Galaxienhaufen zeigen.


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