Die superschnelle Abkühlung der sichtbaren Materie des Universums und die unerwartet frühe Bildung von Sternen und Galaxien kann durch die Tatsache erklärt werden, dass dunkle Materie eine sehr schwache, aber nicht elektrische Ladung hat, sagen Astronomen in einem Artikel, der in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.
„Wir haben herausgefunden, dass Teilchen der dunklen Materie eine kleine elektrische Ladung haben können, etwa eine Million Mal weniger als die eines Elektrons. Eine so kleine Ladung kann mit dem LHC und anderen Teilchenbeschleunigern nicht nachgewiesen werden. Andererseits deuten Funksignale, die unsere Kollegen während der Beobachtung des jungen Universums erfasst haben, darauf hin, dass sie möglicherweise existieren “, sagte Abraham Loeb von der Harvard University (USA).
Ende Februar kündigten Astronomen eine überraschende Entdeckung an - es gelang ihnen, die Spuren von Sternen zu reparieren, die etwa 180 Millionen Jahre nach dem Urknall im Universum existierten.
Diese Entdeckung hat eine heftige Debatte unter Kosmologen und Astrophysikern ausgelöst. Tatsache ist, dass moderne Theorien, die die Entstehung des Universums beschreiben, eine so frühe Geburt von Sternen nicht zulassen - vor 200 Millionen Jahren war das Universum zu heiß, als dass eine ausreichende Anzahl von Wasserstoffmolekülen entstehen könnte, aus denen sich dichte Gaswolken und Leuchten bilden könnten.
Tatsächlich war nach Beobachtungen des Hubble die Temperatur des Universums zu dieser Zeit etwa zweimal niedriger als theoretisch vorhergesagt. Daher könnten Sterne fast unmittelbar nach der Geburt des Universums entstehen und ihre Grenzen in Rekordzeit transparent machen. Warum dies so ist, wissen Wissenschaftler noch nicht, und einige von ihnen bezweifeln die Ergebnisse dieser Messungen.
Loeb und sein Kollege Julian Munoz haben eine Erklärung für diese Anomalie gefunden. Sie schlugen vor, dass sich dunkle Materie in der fernen Vergangenheit anders verhält als heute: Einige ihrer Atome könnten den Ionen gewöhnlicher Materie ähneln und eine teilweise positive oder negative Ladung haben.
In diesem Fall wird sich die moderne dunkle Materie nach Berechnungen von Kosmologen ungefähr so verhalten, wie Beobachtungen von nahe gelegenen Galaxien zeigen, jedoch die Materie in den ersten Tagen des Lebens des Universums auf ganz andere Weise beeinflussen.
Selbst wenn die Ladung der dunklen Materie recht gering ist, sollten elektrische Wechselwirkungen mit Protonen, Elektronen und anderen Teilchen, die vor der Geburt der Sterne existierten, diese stark verlangsamen. Infolgedessen hätte sich das Universum viel schneller abkühlen müssen, als es die klassischen kosmologischen Theorien vorhersagen.
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Der Prozess dieser Wechselwirkung hinterließ laut Loeb besondere Spuren in der Radioemission der ersten Sterne, die von Astronomen aus dem EDGES-Projekt aufgezeichnet wurde, und im Mikrowellen- "Echo" des Urknalls.
Die Autoren hoffen, dass die Suche nach diesen Schwingungen mit Hilfe einer neuen Generation von Radioteleskopen helfen wird, zu verstehen, ob dunkle Materie wirklich aufgeladen werden kann. Die Ergebnisse werden entweder auf die Existenz einer "neuen Physik" hinweisen oder Kosmologen zum Standard-Urknallmodell zurückführen.
