Karten der Dunklen Materie im Kosmos

Alarmstufe!

Alle Zeitungen haben darüber berichtet: Das Unsichtbare wurde kartografiert. Yannick Meillier und sein Team, die sich auf die gravitativen Linseneffekte stützten, die die Bilder von Galaxien beeinflussen, und annahmen, dass sie auf eine Materie zurückzuführen sind, die derzeit der Beobachtung entgeht, haben die erste 3D-Karte eines Teils des Kosmos erstellt. Daraufhin herrscht in den Laboren Aufregung. Die Astrophysiker, angeregt durch diese Vorgehensweise, sind bereit, Dunkle Materie in alle ihre Modelle zu integrieren. Theoretische Physiker finden unerwartete Anwendungsmöglichkeiten für die exotischsten Teilchen, die aus ihrer Fantasie hervorgehen, wie beispielsweise die "Neutralinos". Alle treffen sich am 13., 14. und 15. Juni nächsten Jahres an der Universität Montpellier, um über die Möglichkeit zu diskutieren, ein Laboratorium für Astropartikel zu gründen, das vom INSU (Institut des Sciences de l'Univers, Abteilung des CNRS) unterstützt wird.

...................Im Folgenden die berühmte Karte:

Die gleiche, in Querschnitt:

Der Artikel von J.P. Petit, zitiert.

Die vereinfachte Version und das Buch.

Aber, vox populi, vox dei, die Wiedergabe des Artikels der Zeitung Le Monde vom Freitag, dem 17. März 2000

Wenn die Dunkle Materie den Lichtverlauf ablenkt, dann existiert sie wohl.

Die Verzerrung von Bildern ferner Galaxien beweist die Existenz riesiger unsichtbarer Objekte.

Seit Jahren suchen Astronomen, die Dunkle Materie (90 % der Materie im Universum) nachzuweisen. Viele Hypothesen wurden vorgeschlagen, um die Natur dieses Mediums zu erklären, das den Teleskopen entgeht: massive Objekte (braune Zwerge) und elementare Teilchen (Neutrinos). Aber die Rechnung stimmt nicht. Daher wird vermutet, dass diese Materie aus theoretischen Teilchen besteht, die noch entdeckt werden müssen.

Die Astronomen sind sich einig: 90 % der Materie im Universum entgehen den Objektiven ihrer Teleskope. Nur Galaxien und die Milliarden von Sternen, die sie bilden, sowie dunkle oder helle Nebel, die den Himmel zieren, und riesige Energieblitze, deren Produktionsmechanismen nicht vollständig verstanden sind, erscheinen auf den Fotos (...). Dank der Fortschritte der Technologie haben sich neue Fenster in der Infrarot-, Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlung geöffnet. Kürzlich haben Astronomen auch die Neutrino-Astronomie eröffnet, Teilchen, die erheblich zur Masse des Universums beitragen könnten.
...Aber die Theoretiker wissen gut, dass, trotzdem, der größte Teil des Universums der astronomischen Gemeinschaft entgeht, die sich nicht mit dem begnügen kann, was ihr aufgrund des begrenzten Erfahrungsfeldes – 10 % des Gesamten – angeboten wird. Deshalb suchen sie seit vielen Jahren, diese berühmte Dunkle Materie, den Hauptbestandteil unseres Universums, nachzuweisen. Eine Gruppe des Institut d'Astrophysique de Paris, zusammen mit französischen Astronomen (CEA Saclay, Canada-France-Hawaii-Teleskop (CFHT) und Laboratoire d'Astronomie Spatiale de Marseille und ausländischen (Kanada, Deutschland, USA), hat kürzlich ein Fenster in diese Welt geöffnet. Gleichzeitig hat eine britische Gruppe unter der Leitung von Richard Ellis (Cambridge und Caltech) und eine amerikanische Gruppe unter der Leitung von Tyson (Bell Labs, New Jersey) teilweise diese Ergebnisse bestätigt. ...Wie haben die Forscher das Unsichtbare besiegt und die Existenz dieser Dunklen Materie bestätigt? Indem sie auf ein Prinzip zurückgriffen, das besagt, dass das Licht sich in der Nähe einer riesigen Masse (Sonne, Galaxienhaufen) unter dem Einfluss der Schwerkraft krümmt. Diese Hypothese wurde häufig bestätigt. Aber die Astronomen fragten sich, ob derselbe Effekt auch mit der Dunklen Materie beobachtet werden könnte, die als wenig dicht und in beträchtlichen Mengen vermutet wird. Wenn ja, würde diese dunkle Materie ihre Existenz verraten, ohne gesehen werden zu können.

"Kosmische Astigmatismus".
"Im Jahr 1991, erklärt Yannick Mellier vom Institut d'Astrophysique de Paris, sagte die Theorie voraus, dass ferne Objekte wie Galaxien, aufgrund der Anwesenheit großer Mengen Dunkler Materie auf dem Weg ihres Lichts, leicht verzerrt und mit langgestreckten Ellipsenformen erscheinen könnten. Aber dieser Effekt des kosmischen Astigmatismus war, laut Berechnungen, so schwach, dass es eine Herausforderung war, ihn zu detektieren". Außerdem fehlte den Forschern damals ein theoretisches Modell, um mögliche Messungen zu validieren, sowie Kameramodelle, die leistungsreich genug waren, um sie durchzuführen. Seitdem wurde die CFH 12K-Kamera entwickelt und der Kanadier Ludovic Van Waerbeke hat geeignete Verarbeitungstools für dieses Forschungsprogramm entwickelt. Nach fünf Jahren, in denen sie etwa 200.000 ferne Galaxien, die vom Canada-France-Hawaii-Teleskop fotografiert wurden, analysiert haben, haben die Forscher endlich Erfolg. Auf den Bildern des Himmels, die vom CFHT aufgenommen wurden, erscheinen heute, nach einer angemessenen Verarbeitung, hunderte kleine grünliche Ellipsen, die so viele Galaxien sind. ...Kann man daraus ableiten, dass dieses Phänomen tatsächlich das Ergebnis eines gravitativen Effekts auf das Licht der Galaxien ist? „Bestimmt“, antwortet Yannick Mellier. Ohne Materie auf dem Weg der Lichtstrahlen – also ohne gravitativen Effekt – erscheinen selbst elliptische Galaxien als kleine runde Punkte. Im anderen Fall ist das Bild mit kleinen Ellipsen bedeckt. Außerdem neigt der gravitative Effekt dazu, diese Galaxien zu organisieren. Ein bisschen wie ein Magnet, der Eisenfeilspäne nach den Linien des magnetischen Feldes ausrichtet".

Noch nicht bekannte Teilchen.
**Diese kaum wahrnehmbaren Verzerrungen und die Neuanordnung der Galaxien ermöglichen es, zu behaupten, dass das Licht durch diffuse, unsichtbare Materiefilamente abgelenkt wurde. Eine Materie, deren Dichte gering ist (im Gegensatz zu der der Sonne und Galaxienhaufen), aber deren Effekte dennoch wahrnehmbar sind, aufgrund ihrer beträchtlichen Ausdehnung: 100 Millionen bis eine Milliarde Parsec (1 Parsec entspricht 3,36 Lichtjahren). Als Vergleich: unsere Galaxie misst nur 34.000 Parsec in ihrer größten Länge. ...Auf dem dreidimensionalen Modell, das das französische Team auf dem Computer rekonstruiert hat, ist der Effekt beeindruckend. Auf seinem Weg zu uns ändert das Licht ständig seine Richtung in der Nähe dieser Filamente, die wie ein Gruyère im Raum aussehen. Eine Struktur, die die Geschichte des Universums erzählt und die Anfangsbedingungen seiner Bildung enthüllt. Denn die Dunkle Materie, die unseren Blicken entgeht, ist nicht von der gleichen Natur (baryonisch) wie die, aus der Sterne und wir selbst bestehen. Laut Theoretikern besteht sie aus Teilchen – WIMPs, Axionen, supersymmetrischen Teilchen usw. –, die noch entdeckt werden müssen. ..Eine neue Tür hat sich geöffnet, durch die die Astronomen sich stürzen können. Sie werden dies in Kürze mit der Inbetriebnahme einer viermal größeren Kamera, der MégaCam, die vom CEA Saclay entwickelt wurde, im CFHT tun. In weiterer Ferne ist die Einrichtung eines Netzwerks von etwa hundert Teleskopen mit einem Meter Durchmesser und der Start eines amerikanischen Satelliten, Snapsat, der sich den explosiven Sternen (Supernovae) widmet, aber auch die Effekte der Dunklen Materie verfolgen kann.

***Jean-François Augereau. ***

Es ist nicht so offensichtlich, wie es scheint. 1985 entdeckte Bernard Fort, begleitet von Studenten, darunter Yannick Meillier, mit einer der ersten CCD-Kameras am drei Meter sechs hohen Teleskop auf Hawaii, einen gravitativen Lichtbogen in dem Galaxienhaufen Abell 370. Es dauerte drei Jahre, bis das Team die astronomische Gemeinschaft überzeugte, dass diese Art von Bildung tatsächlich einem „gravitativen Linseneffekt“ entsprach. Die Berechnungen, die auf dieser Hypothese basierten, kamen zu dem Schluss, dass diese unsichtbare Masse sehr nahe am Zentrum des Haufens lokalisiert sein musste. 1989 dachten Fort und Meillier an eine Methode, die es immer noch unter dieser Hypothese ermöglichen würde, die Karte der unsichtbaren Materie zu rekonstruieren, die diesen Effekt verursachen sollte. Aber bereits 1994 entdeckten Fort und Meillier in der Nähe des Zentrums eines anderen Haufens ein „Objekt“, das Zweifel an der Gültigkeit ihrer Methode aufwarf. Es handelte sich um eine „Konzentration unsichtbarer Materie“, die lokalisiert und „gewogen“ wurde, dank der Verzerrungen, die die Bilder der umliegenden Galaxien beeinflussten, und die keiner Konzentration „konventioneller“ Materie, die Licht emittiert, zugeordnet werden konnte. Verwirrt legten sie dieses Bild beiseite. Aber drei Jahre später bemerkte Yannick Meillier das gleiche Phänomen in der Nähe des Galaxienhaufens Abell 1942 (siehe Fotos unten). Das Objekt wurde mit anderen Instrumenten und in anderen Frequenzen sowie mit seiner Umgebung analysiert. Diesmal gab es keinen Zweifel: die Meillier-Fort-Methode kam zu dem Schluss, dass eine fantastische Konzentration unsichtbarer Materie (5 × 10^14 Mal so groß wie die Sonne, also dem Äquivalent der größten beobachteten Galaxienhaufen) existiert, und zwar in einer perfekt dunklen Region.....

Hier ist die Kommentar von Bernard Fort zu diesem Phänomen (Auszug aus Ciel et Espace, Juni 2000) :

....Das Problem ist, dass bei Beobachtungen in Bereichen, die nur 0,01 % der Himmelskuppel ausmachen, die Beobachter bereits zwei solche Objekte entdeckt haben. Es wäre also sehr wahrscheinlich, dass die Vielzahl der Beobachtungen, die eine 3D-Karte dieser berühmten dunklen Materie liefern, auch Hunderte „dunkler Haufen“ oder „schwarze Konzentrationen“ hervorbringen könnten, wie Bernard Fort beschlossen hat, sie zu nennen. Dann wäre es schwer zu verstehen, warum und wie Konzentrationen von Materie, die den reichsten bekannten Galaxienhaufen entsprechen, die Photonen beeinflussen könnten, die in der Nähe vorbeifliegen, aber nicht die umliegenden Galaxien oder das Gas, das überall herumliegt. ....Es sei denn, es gibt zwei Arten von Materie, die „einen Raum für sich“ haben, einfach so. Indem man die „anormalen gravitativen Linseneffekte“ dem Effekt der „Zwillingsmaterie“ zuschreibt, kommt man zu völlig unterschiedlichen Interpretationen, die in unserem Buch „on a perdu la moitié de l'univers“, Albin Michel, 1997, erwähnt werden. Somit wären die Bögen nicht auf Konzentrationen der dunklen Materie, sondern auf Lücken in der Verteilung der Zwillingsmaterie zurückzuführen. Umgekehrt könnten diese „dunklen Haufen“ die Anwesenheit von „Konglomeraten der Zwillingsmaterie“ enthüllen, primordiale Bildungen, heiß und „geometrisch unsichtbar“. Um klarer zu sehen, müsste eine ähnliche Studie wie die, die Meillier und Fort über Jahre durchgeführt haben, wiederholt werden, diese „Kartierung des Unsichtbaren“ erneut durchgeführt werden, aber unter der Annahme, dass der Effekt nicht auf Dunkle Materie, exotisch oder nicht, sondern auf die Zwillingsmaterie zurückzuführen ist, die sich einfach gegenüber unserer Materie verhält, als wäre sie aus konventionellen Teilchen bestanden, die Massen und negative Energien besitzen. Ein schönes Thema für eine Doktorarbeit für einen Studenten, der sich in den Tod stürzt (ein Beinamen, der am CNRS auf jeden Studenten angewandt wird, der aus den üblichen Wegen ausbricht).

Im Folgenden eine kürzliche Demonstration der Anhänger der Dunklen Materie:

und eine Demonstration der Anhänger der Zwillingsmaterie: