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Gewähltes Tag Kosmogonie
Auf der Suche nach der Antiwelt
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Physiker erforschen Antimaterie und suchen sie im Weltraum
Physiker suchen im Weltraum und in großen Teilchenlabors wie dem CERN nach den Ursprüngen des Universums. Beim Urknall entstanden nebeneinander Materie und Antimaterie. Dennoch hat sich die Welt nur aus Materie gebildet – Forscher versuchen, dieses große Rätsel jetzt zu lösen.
Antimaterie unterscheidet sich nur in einem wesentlichen Punkt von der Materie, wie wir sie kennen: sie hat die genau entgegengesetzte Ladung. Besteht das Atom aus einem positiven Kern und negativen Elektronen, ist das in der Antiwelt genau umgekehrt: den negativen Kern umkreisen positiv geladene Elektronen. Physiker suchen mit unterschiedlichen Methoden nach der Entschlüsselung des Rätsels der Antimaterie. Antiteilchen sind seit den dreißiger Jahren bekannt und können auch experimentell erzeugt werden. Da sie aber bei Kontakt mit Materie sofort zerstrahlen, ist es sehr schwer, sie in unserer Welt der Materie existent zu halten. Im CERN hat man jetzt einen speziellen Detektor entwickelt, der Antiteilchen nicht nur kurzfristig erzeugen kann, sondern sie im Vakuum für die weitere Analyse gefangen hält.
Nach der heute gängigen Kosmogonie existierten nach dem Big Bang Materie und Antimaterie, die sich jedoch sofort annihilierten, also in einer gewaltigen Explosion in reine Strahlungsenergie verwandelten. Dieses gigantische kosmische Ereignis ist übrigens heute noch in der das ganze Universum erfüllenden Hintergrundstrahlung nachweisbar. Sie wird derzeit vom Satelliten Planck präzise erfasst. Allerdings muss beim Urknall ein zwar minimales, aber doch entscheidendes Ungleichgewicht zwischen Materie und Antimaterie bestanden haben. Ein Teilchen mehr Materie auf 1 Milliarde Teilchen Antimaterie führte dazu, dass nach der gegenseitigen Vernichtung ein kleiner Rest an Materie übrig geblieben ist. Daraus erst entstand das Universum aus Materie, wie wir es heute kennen.
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Dunkle Materie
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Der Stoff, der die Welt zusammenhält
Unser Universum – es besteht aus hundert Milliarden Galaxien mit Abermilliarden von Sternen, Planeten und Monden, und selbst in den leeren Zwischenräumen findet sich noch das eine oder andere Wasserstoffatom. Doch zu 96 Prozent besteht das Weltall aus etwas, was niemand bislang gesehen hat und die Wissenschaftler immer noch nicht erklären können: aus Dunkler Materie. Wenn sie nicht existierte, sähe unser Universum völlig anders aus. Dann müssten zum Beispiel rotierende Spiralgalaxien, die sich mit einer Geschwindigkeit von 800.000 Kilometern pro Stunde um ihr Zentrum drehen, eigentlich durch die Fliehkraft ihrer Bewegung auseinandergerissen werden. In ihrer interdisziplinären Forschung sind drei Max-Planck-Institute in München, Garching und Heidelberg mit verschiedenen Experimenten dem Stoff, der das Weltall zusammenhält, auf der Spur, in Deutschland, Europa und der ganzen Welt. Auf dem Spiel steht nicht nur eine physikalische Theorie, sondern unser gesamtes Weltbild.
© Max-Planck-Gesellschaft 2005
