Weiterer Erfolg für Alternative zur Dunklen Materie

Modifizierte Newtonsche Dynamik erklärt Rotation elliptischer Galaxien - ohne die Annahme unbekannter Teilchen

Rehovot (Israel) - Etwa 80 Prozent der Materie besteht aus bislang unbekannten Elementarteilchen – diese Dunkle Materie hält mit ihrer Schwerkraft Galaxien und Galaxienhaufen zusammen. So das Standardmodell der heutigen Kosmologie. Doch es gibt einen Gegenentwurf: Die Modifizierte Newtonsche Dynamik – kurz MOND - versucht mit einer kleinen Korrektur des Schwerkraft-Gesetzes die Beobachtungen zu erklären. Diese Alternativ-Theorie hat jetzt erheblichen Aufwind bekommen: Der israelische Forscher Mordehai Milgrom zeigt im Fachblatt „Physical Review Letters“ exemplarisch bei zwei besonders gut untersuchten elliptischen Galaxien, dass die von ihm entwickelte Theorie die Bewegung von Gas und Sternen ohne Zuhilfenahme mysteriöser dunkler Elementarteilchen erklären kann.

Bereits in den 1930er Jahren fiel den Astronomen auf, dass sich Sterne in Galaxien und Galaxien in Galaxienhaufen viel zu schnell bewegen. Die Schwerkraft der sichtbaren Materie würde nicht ausreichen, der Fliehkraft entgegen zu wirken und Galaxien und Galaxienhaufen zusammenzuhalten. Deshalb postulierten die Himmelsforscher die Existenz einer unsichtbaren Materie-Komponente, der Dunklen Materie. Als Alternative entwickelte Milgrom 1983 seine modifizierte Gravitationstheorie. Bei sehr geringen Beschleunigungen, so sein Ansatz, ist die Schwerkraft stärker als es die klassische Theorie vorhersagt.

Sowohl für Spiralgalaxien als auch für Galaxienhaufen liefert MOND gute Ergebnisse. Nun konnte Milgrom zeigen, dass sich auch die Bewegung in elliptischen Galaxien mit seiner Theorie erklären lässt. Dazu nutzte er die Sternsysteme NGC 720 und NGC 1521, für die extrem genaue Untersuchungen der Bewegungen – und damit des Gravitationsfeldes – vorliegen. Ohne Dunkle Materie gelang es Milgrom, diese Bewegungen mit seiner modifizierten Newtonschen Dynamik zu rekonstruieren.

Milgrom betont, dass Spiralgalaxien und elliptische Galaxien auf unterschiedliche Weise entstanden sind. „Es beginnt mit kleinen Galaxien, die zusammenstoßen und verschmelzen“, erläutert der Forscher. „Im Verlauf dieser stürmischen Entwicklung sind Dunkle Materie und normale Materie diesen Prozessen unterschiedlich unterworfen.“ Die Dunkle Materie sollte also in Spiralgalaxien und in elliptischen Galaxien verschieden verteilt sein. Ist sie aber nicht, „und das ist ein schwacher Punkt im Bild der Dunklen Materie.“ Milgroms MOND-Theorie dagegen erklärt diese Übereinstimmung ganz zwanglos.

„Ein überzeugendes Argument für die neue nicht-newtonsche Dynamik“ sieht auch Pavel Kroupa vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn in der neuen Untersuchung. „Bisher wurde an MOND bemängelt, die Theorie sei aufgesetzt, um die Dynamik in Scheibengalaxien zu erklären - es sei also nichts Besonderes, dass MOND Scheibengalaxien korrekt beschreibt. Nun hat Milgrom aber zeigen können, dass MOND auch die Dynamik in elliptischen Galaxien bestens erklärt, und zwar in einem sehr großen Abstandsbereich von zentralen bis zu weit außen liegenden Regionen.“

Bildquelle: D. Buote/UC Irvine/Chandra X-ray Observatory/NASA

Autor: Rainer KayserE-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!