Dunkle Materie im Planetarium

Fassade Gasometer
Aussenfassade ehemaliges Gasometer

Klar muss man mal ins neue Planetarium im ehemaligen Gasometer.  

Das alte kannte ich nur von außen. Mir hat da die Sonnenuhr draußen dran gefallen. Sie hatte die Höhe der Sonne und damit die Jahreszeit mitberücksichtigt. Die Sonne steht um 10 Uhr im Winter in einem etwas anderen Winkel als 10 Uhr im Sommer. Nutzt man den Schatten des Punktes am Ende des Stabes, dann weiß man durch eine etwas schräge 10Uhr-Linie Sommer wie Winter wann es 10 Uhr ist. Ich hatte mir mal überlegt, dass ich eine Sonnenuhr so bauen würde und hab mich dann gefreut, dass es sie tatsächlich gab und somit meine Überlegung richtig war. 

Da uns der Horizont um uns herum irgendwie rund erscheint hat so ein Gasometer naturgemäß schon mal die richtige Form für ein Planetarium. Eigentlich sind da viel mehr Sterne als Planeten zu sehen, müsste es da nicht Sternarium heißen? 

Die Tierkreiszeichen 

Draußen rundherum ums Gebäude sind schon eine Menge Sternbilder gemalt, nicht nur die üblichen Tierkreiszeichen. Diese haben ja tatsächlich eine Bedeutung bei der Zeitmessung und nicht nur für Horoskope. Nun ja, das funktioniert nur, wenn man sie sieht. Und die Uhren und Handys sind schon genauer. Aber was passiert, wenn der nächste Sonnensturm mal zufällig die Erde trifft? Dann Tschüss integrierte Schaltkreise. Und wer hat denn heute noch eine Uhr mit Zahnrädern, die solch ein Sonnensturm nicht kratzen würde? 

Horoskope 

Aber wenn uns die eingefleischten Horoskopisten anhand der Tierkreiszeichen dann erklären wöllten, in welchem Monat wir leben, würde sicherlich mancher sich ziemlich blamieren. Kommt die Sonne in den Widder würden sich so einige wissend zurücklehnen und meinen: Na da ist der 21. März, das weiß doch jeder. Selbst bei Wikipedia steht dieser Unsinn unter Tierkreiszeichen . In Wahrheit ist zu diesem Datum die Sonne noch mitten in den Fischen.  

 

Sternbilder und Sonne zum 21.März 2023, dargestellt durch SkyPortal
Sternbilder und Sonne zum 21.März 2023, dargestellt durch SkyPortal

Und näher am Wassermann als am Widder. Die Tierkreiszeichen haben vor 3500 Jahren oder so gestimmt, als die Babylonier sie festgelegt haben. Inzwischen hat sich der Himmel durch die Erdpräzession um 50 Tage verschoben, wodurch auch die Himmelsscheibe von Nebra nicht mehr so richtig funktioniert. Wegschmeißen wird man sie deswegen trotzdem nicht. 

Das Planetarium 

Wir haben also Karten für eine Veranstaltung über dunkle Materie. Ich wusste zwar, dass man über sie nichts weiß, trotzdem waren wir sehr gespannt auf die Präsentation und das Planetarium. Es stand schon eine Schlange mit gut gelaunten Leuten da. Und ganz wichtig: Hinweise, dass man darin nur an den gekennzeichneten Plätzen essen soll! Und noch paar mehr, ich will aber nicht spoilern. Man konnte sich im Raumanzug eines Apollo 11 Astronauten von seinen Kumpels fotografieren lassen, was wir nicht taten. Für mich etwas widersprüchlich, da auf der Homepage des Planetariums die Besucherinnen als Kosmonautinnen bezeichnet werden. Wenn das Frau Bärbock erfährt. 

Decke im Vorraum
Decke im Vorraum

Man hat in die Gasometerhülle praktisch zwei Betonröhren reingebaut und in der Inneren sitzt man dann und hat die Kuppel über sich. Die Stühle waren mal nicht wie in einem Londoner Theater, man hat richtig Platz. Um uns in die richtige Stimmung zu bringen wurde sphärische Musik gespielt. Es gab eine Einführung und das Versprechen, nach der Präsi noch den aktuellen Sternenhimmel kurz vorzustellen, was alle gut fanden. Nun Handys aus! Machen nicht nur Lärm, auch Licht!  

Unser Sonnensystem 

Die Halbkugel wurde nun eigentlich mehr oder weniger wie eine Kinoleinwand mit special effects benutzt. Man war jetzt irgendwie in einem Garten und darin gabs eine Drehscheibe, auf der Kinder waren. Während die in der Mitte kein Problem hatten wurden die am Rand schon mal runtergeschleudert. Klar, am Rand ist die Fliehkraft am größten. Deshalb fliegen auch die Planeten weiter draußen langsamer. Der Merkur macht stolze 172000 km/h um die Sonne, der Neptun grad mal 19500, sonst würde er aus der Bahn fliegen. Für mich hinkt der Vergleich etwas, da die Drehscheibe nicht die mit größerem Abstand schwächer werdende Gravitation der Sonne berücksichtigt.  

Der Neptun wurde entdeckt, weil seine Schwerkraft sich auf den Uranus auswirkte. Ein kluger Kopf namens Urbain Le Verrier konnte seine Position exakt voraussagen und Johann Gottfried Galle hat ihn an dieser Stelle gefunden. 

Das war dann der Brückenschlag. Etwas, was man nicht sieht, kann man durch die Auswirkungen seiner Gravitation erkennen. Wie eben die dunkle Materie.  

Die Galaxis 

Es gab nun beeindruckende Bilder (eigentlich waren die das alle irgendwie) von der Milchstraße. Und eine Info, die ich nicht kannte. Nämlich, dass die äußeren Sterne der Milchstraße und übrigens aller Galaxien sich genauso schnell bewegen wie die inneren. Nicht mit derselben Winkelgeschwindigkeit, aber mit derselben Geschwindigkeit durchs Weltall, wobei die doch eigentlich genauso unterschiedlich sein müssten wie bei Neptun und Merkur. Und da kommt die dunkle Materie ins Spiel, von der es 4 oder 5mal mehr geben soll als von unserer sichtbaren.  

Ich hab mir nun überlegt, wieso sich da gerade dieser Effekt ergeben soll. Die äußeren Sterne haben einen viel größeren Radius und dadurch eine geringere Fliehkraft. Das macht aber die Abnahme der Gravitation des schwarzen Loches im Galaxismittelpunkt mit dem größeren Abstand nicht wett, sonst würde der Neptun so schnell fliegen wie der Merkur. Die Anziehungskraft muss also mit zunehmendem Abstand viel weniger abnehmen als nach Newton.  

Ich könnte mir das tatsächlich damit erklären, dass die dunkle Materie überall gleichmäßig verteilt ist. 

Fenster
Fenster

Wenn man genau in der Mitte der dunklen Materiewolke wäre, würde sich die Gravitation nach allen Seiten aufheben. Umso weiter man an den Rand kommt, desto mehr Masse zieht einen in die Mitte, es gäbe also mit zunehmendem Abstand eine zunehmende Gravitationsdifferenz zur Mitte. Das wäre genau der Effekt, den wir für die Erklärung der gleichen Geschwindigkeiten brauchten. 

Aber wieso funktioniert dann unser Sonnensystem so gut, wenn es doch dann auch hier überall die dunkle Materie geben müsste? Der kleinste und größte Abstand vom Neptun zum Galaxismittelpunkt auf seiner Bahn ist im Verhältnis zur Größe der Galaxis so unbedeutend, dass diese Gravitationsdifferenz nicht messbar sein wird und somit die Bahn auch nicht beeinflusst. 

Der Umkehrschluss dieser Theorie wäre dann allerdings, dass außerhalb von Galaxien keine dunkle Materie existiert, da die ja auch die äußeren Sterne nach draußen ziehen würde und die damit wiederum langsamer fliegen müssten. Also gesellt sich offenbar die dunkle Materie nur zur sichtbaren oder auch umgekehrt. Ich denke mir, die bedingen sich vielleicht irgendwie gegenseitig. 

Andere Galaxien 

Es wurden Gravitationslinsen gezeigt, wobei die Erklärung dafür sicherlich Qualitätsluft nach oben hat. Wenn ich das richtig verstanden hab hat man so eine Gravitationslinse genutzt, um zwei sich vereinigende Galaxienhaufen zu beobachten.*1 Innerhalb der Galaxienhaufen wurde Wasserstoff festgestellt, was sozusagen der Gravitationskitt wäre, um sie zusammenzuhalten. Durch den Zusammenstoß wurde der Wasserstoff aber irgendwie beiseitegeschoben, wie auch immer. Ich hab’s nicht genau verstanden, aber entweder die Galaxien oder die Galaxienhaufen hätten jetzt auseinanderfliegen müssen, was sie nicht taten. Auch hier konnte nur dunkle Materie die Sache erklären. 

Die Experimente 

Aber wie könnte man denn nun mal so ein dunkles Materieteilchen nachweisen? Dazu wurden drei Experimente vorgestellt, die ich so gut wie nicht verstanden habe.  

Dunkle Materie hat die Eigenschaft, durch die bekannte einfach so durchzufliegen ohne irgendwelche Wechselwirkungen, oder vielleicht doch einmal mit ganz geringer Wahrscheinlichkeit. Hofft man. Das erinnert mich irgendwie an Neutrinos, die wiegen aber nichts. 

Man hat also einen Sensor an die ISS geschraubt, wo keine Erdmaterieverseuchungen vorkommen.*2 

Dann hat man den Large Hadron Collider LHC gezeigt, den Teilchenbeschleuniger bei Genf mit 27km Umfang in 30 Stockwerken Tiefe. Dort wird ständig Wasserstoff aufeinander geschossen in der Hoffnung, dass da mal dunkle Materie entsteht. Beim Higgs-Teilchen hats ja bekanntlich funktioniert. 

Und dann gibt es einen riesigen Autobahntunnel durch die Alpen, wo ein Abzweig mittendrin unter 1000m Alpen in ein Labor führt. Dort gibt es einen Tank mit ich glaube Xenon. Man hofft auch hier, dass sich da mal so ein finsterer Kerl blicken lässt. *3

Da wird sicherlich eine Menge Geld dafür ausgegeben, wo vielleicht der eine oder andere Verschwendung dazu sagen würde. Ich finde es besser angelegt als wenn man damit irgendwelche Geräte baut, mit denen sich die Leute gegenseitig platt machen. 

Leitungen
Leitungen

Unser Sternenhimmel 

Wie versprochen kam dann noch unser Sternhimmel in die Halbkugel. Es wurde der Polarstern und das Sommerdreieck vorgestellt und erklärt, dass es jetzt viele Sternschnuppen gibt, weil wir gerade eine Kometenbahn kreuzen, dessen Namensgeber nicht so richtig hinter sich aufgeräumt hat. Die Sternschnuppen kämen alle scheinbar aus dem Sternbild des Perseus, weshalb sie Perseiden heißen. Leider war unser Mond dabei nicht zu sehen. Ich hab mich deshalb beschwert. Der Mond war vergessen worden eingeschaltet zu werden. Beim nächsten Mal wäre er aber dabei!

Draußen war es dann immer noch hell und drinnen ging es mit einer Queens Show und neuen Kosmonautinnen weiter. Ich konnte an der Wand nun nochmal Perseus bewundern, den ich nun mit ganz anderen Augen sah. 

*1 Es wurden verzerrte Galaxien gefunden. Das konnte nur möglich sein, wenn Licht von einer starken Masse angezogen wird und dadurch das Bild verzerrt. Bei der starken Masse konnte es sich nur um dunkle Materie handeln.

*2 Es wird vermutet, dass dunkle Materie beim Zusammenstoß eine spezielle kosmische Strahlung erzeugt. Diese möchte man einfangen.