Dunkle Materie könnte Naturkonstanten verändern
Symbolbild (Illu.)
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Sydney (Australien) – Die Lichtgeschwindigkeit, das plancksche Wirkungsquantum und die newtonsche Gravitationskonstante gehören zu den physikalischen Naturkonstanten die sich für gewöhnlich weder beeinflussen lassen noch räumlich oder zeitlich verändern – Naturkonstanten eben. Jetzt zeigen australische Wissenschaftler aber, dass Dunkle Materie diese vermeintlich festen physikalischen Größen nach und nach beeinflussen und verändern könnte. „Dieser Vorgang könnte dann auch bedeutende Auswirkungen für unser Verständnis über den Ursprung des Lebens haben“, so die Wissenschaftler.
Schon 1937 vermutete Paul Dirac, dass sich die Gravitationskonstante mit der Zeit abschwächen könnte. In ihrem vorab auf „ArXiv.org“ sowie aktuell im Fachjournal „Physical Review Letters “ (DOI: 10.1103/PhysRevLett.115.201301) veröffentlichten Artikel, erläutern Yevgeny V. Stadnik und Victor V. Flambaum von der University of New South Wales, dass sich Dunkle Materie – rein theoretisch – auf die Naturkonstanten derart auswirken könnte, dass sie entsprechend der Oszillationen (Schwingungen) innerhalb der Dunklen Materie selbst oszillieren und sich so verändern könnte.
„Um dies jedoch herbeizuführen, müssten die grundsätzlich nur sehr schwach wechselwirkenden Partikel der Dunkle Materie in der Lage sein, auch zu einem kleinen Anteil mit den Teilchen des physikalischen Standardmodells zu interagieren“, erläutern die Wissenschaftler. Und genau diese Möglichkeit zeige ihre Arbeit auf.
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In ihrem Modell schlagen die Forscher vor, dass die bislang lediglich theoretisch angenommene Dunkle Materie ursprünglich aus schwach wechselwirkenden Teilchen mit geringer Masse bestand. Laut diesem Modell bildeten große Mengen dieser Partikel dann zusammen ein oszillierendes Feld. Da diese Teilchen aber nur sehr schwach mit jenen des Standardmodells interagieren, könnten sie auch Milliarden von Jahre überdauert haben und heute noch als das existieren, was wir als Dunkle Materie bezeichnen.
Und obwohl diese Dunkle Materie nur schwach mit normaler Materie interagiert, tut sie doch genau dies. Die Grenze diese Wechselwirkung haben Stadnik und Flambaum sodenn berechnet und erkannt, dass diese Interaktion über lange Zeit hinweg Veränderungen in den Naturkonstanten herbeiführen könnte.
„Dieser Vorgang könnte dann auch bedeutende Auswirkungen für unser Verständnis über den Ursprung des Lebens haben“, so das Forscherduo gegenüber „Phys.org„. „Die Naturkonstanten sind sehr fein mit der Existenz des Lebens im Universum abgestimmt. Während die Naturkonstanten nur minimal anders als sie es heute sind, wäre das Leben (wie wir es heute kennen) nicht entstanden. Die Entdeckung sich verändernder Naturkonstanten könnte uns dabei behilflich sein, ein wichtiges Licht auf jene physikalischen Konstanten zu werden, denen wir das heutige Leben verdanken. Wir sind einfach in einer Gegend des Universums erschienen, in der diese Konstanten mit unserer Existenz übereinstimmen.“
Ob die Naturkonstanten tatsächlich aufgrund Dunkler Materie variieren, bleibt allerdings bis auf Weiteres eine offene Frage. In zukünftigen Experimenten mit Atomuhren, Laserinterferometern und anderen Instrumenten wollen die Wissenschaftler jedoch versuchen, ihre Idee zu überprüfen: „Wir habe gezeigt, dass eine Verbindung zwischen Dunkler Materie und Veränderungen der Naturkonstanten möglich wäre und sich somit auch neue Wege zur Suche nach Dunkler Materie aufzeigen. Jetzt planen wir, nach diesen Signaturen Dunkler Materie konkret zu suchen und hoffen, die Dunkle Materie mit diesen Methoden erste Mals direkt nachweisen zu können.“
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