Dan Hooper: "Dunkle Materie"

Die kosmische Energielücke

"Schwarze Löcher entstehen, wenn Gott durch Null teilt." (Stephen Wright)

Was die Naturwissenschaften auszeichnet bzw. immer wieder begeistert, sind Rätsel und Puzzles, die noch nicht vollständig gelöst bzw. zusammengesetzt sind. Und wahrscheinlich fühlen sich daher viele Physiker, Theoretiker und Experimentatoren verschiedener Spezialgebiete von der Kosmologie angezogen. Der interessierte Leser wird es ihnen gleich tun, denn "nur wenige Geheimnisse der Natur bereiten den Forschern so viel Kopfzerbrechen wie die Beobachtungen der Astronomen in den letzten dreißig Jahren", ist im Vorwort des vorliegenden Buches von Dan Hooper zu lesen, das von dem renommierten Physik- und Astronomieprofessor Lawrence M. Krauss verfasst wurde.

Los ging es, dass die Menschheit sich von dem Gedanken verabschieden musste, der Mittelpunkt des Sonnensystems zu sein, und letztendlich endet es damit, dass die Erde, die Sonne und alle anderen Sterne und Galaxien wenn überhaupt, dann nur ein Staubkorn in einem Universum sind, "das nicht von gewöhnlicher Materie dominiert wird, sondern von Materie und Energie, die unsere irdische Erfahrung nicht kennt."

Unsere Galaxie und auch alle für den Menschen sichtbaren Galaxien bestehen offensichtlich aus einem nicht sichtbaren Material, von dem die Forscher annehmen, dass es sich um noch unbekannte Elementarteilchen handelt. Hier hofft man sich von der Inbetriebnahme des LHC in Genf vielversprechende Ergebnisse und Erkenntnisse. Doch bis die Maschine "angeknipst" wird, verhalten sich die Physiker und Mathematiker nicht still. Theoretiker stellen und stellten derweil verschiedene Modelle auf.

Außer der Dunklen Materie scheint noch etwas Anderes, noch Exotischeres und Verwirrenderes unser Universum zu beherrschen - die Dunkle Energie. "Wie auch immer sich die Dunkle Energie im Detail verhält, eins ist ziemlich sicher: Ihr Ursprung hängt mit dem Anbeginn des Universums zusammen, und ihre Entwicklung ist der Schlüssel zu seiner Zukunft. Bevor wir die Natur der Dunklen Energie nicht verstanden haben, können wir nicht hoffen, Antworten auf die uralten Fragen der Menschheit zu finden: Woher kamen wir, und wohin gehen wir?", so Lawrence M. Krauss.

MACHOs und WIMPs oder doch die supersymmetrischen Neutrinos?
Dan Hooper, der ähnlich wie Max Planck einen völlig artfremden Berufseinstieg wählte - er wollte Musik studieren -, blieb letztendlich über verschiedene andere Zweige wie Wirtschaft, Geschichte und Jura in der Physik "hängen". Nun hat er erstmals publiziert und gleich einen überaus gelungenen Einstieg geschafft. Auf verständliche Art und Weise gelingt es dem Autor, ein überaus lesenswertes, auf hochwissenschaftlichem Niveau angesiedeltes Buch über die großen Unbekannten in unserem All zu schreiben.

Dabei spannt er einen weiten Bogen und weiß immer anschaulich und interessant verschiedenste Aspekte zu beleuchten und zu durchdringen. Natürlich ist gerade in diesem Bereich vieles im spekulativen, theoretischen Rahmen angesiedelt, aber Hooper zeigt deutlich, was bereits bewiesen und was nur auf Annahmen begründet ist.

Er erzählt von toten Sternen, Schwarzen Löchern und anderen "dunklen Tierchen im Teilchenzoo", die vielversprechende Kandidaten für Dunkle Materie sein könnten und solch exotische Namen wie MACHOs und WIMPs (Feiglinge) tragen. Themen wie die Symmetrie, die Stringtheorie oder die Quantengravitationstheorie bzw. die experimentelle Suche nach supersymmetrischen Neutrinos oder der Weltformel werden aufgegriffen und diskutiert. Von Zeit zu Zeit lockern anschauliche Modellskizzen den Text auf.

Hoopers systematische Vorgehensweise und seine Betrachtungen aller Möglichkeiten erlauben nicht nur hervorragend der Herangehensweise der Naturwissenschaftler zu folgen und diese zu begreifen, sondern sie lassen zudem eine Menge anderer "Unverständlichkeiten" und Unbekannter begreifen. Ein Zitat des Astrophysikers Michael Turner zur Suche nach der Dunklen Materie könnte auch stellvertretend für dieses Buch stehen: "Wir haben eine Reihe von Verdächtigen ausgeschlossen; jetzt steht eine Festnahme unmittelbar bevor. Wer an einem gro0en Fall arbeitet - denken Sie an JonBenet Ramsey oder O. J. - muss jeder heißen Spur nachgehen." Genau dies vermittelt Dan Hooper dem Leser.

"Solange wir nur die geringste Chance haben, eine Theorie zu finden, mir der sich unsere Welt erklären lässt", soll Dan Hooper ein letztes Mal zitiert werden, "sollten wir danach suchen. Kein Chirurg bricht eine Operation ab, weil der Patient sterben könnte; so sollten auch die Physiker nicht aufhörne, nach einer vollständigen Theorie des Universums zu streben, solange sie nicht vollkommen sicher sein können, dass diese Theorie nicht existiert. Anders ausgedrückt: Wir sollten niemals aufhören zu suchen."

Fazit:
"Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter, nur scheinbar heiß oder kalt; in Wirklichkeit gibt es nichts als Atome und leeren Raum" wusste schon Demokrit zu definieren. Gerade der leere Raum hat es wohl explizit in sich.
Ein großartiges, sehr gut verständliches populärwissenschaftliches Buch auf hohem Niveau über die dunklen Geheimnisse unseres Universums.

(Heike Geilen; 12/2008)

Dan Hooper: "Dunkle Materie. Die kosmische Energielücke"
(Originaltitel "Dark Cosmos: In Search of Our Universe's Missing Mass and Energy")
Übersetzt von Anna Schleitzer.
Spektrum Akademischer Verlag, 2008. 240 Seiten.
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Dan Hooper hat an der University of Wisconsin zum PhD promoviert und an der berühmten Traditionsuniversität im britischen Oxford gelehrt.