Wie viel Prozent Materie gibt es im Universum?

Die Zusammensetzung des Universums: Ein Blick auf die verschwindend geringe Rolle der “normalen” Materie

Das Universum, ein schier unendlicher Raum, der uns gleichermaßen fasziniert und demütigt, ist alles andere als leer. Doch das, was es tatsächlich “füllt”, ist weit entfernt von dem, was wir mit unseren Sinnen erfassen können. Während wir uns selbst und unsere Welt aus “normaler” Materie, auch baryonische Materie genannt, zusammensetzen, macht diese nur einen winzigen Bruchteil der Gesamtmasse-Energie-Dichte des Universums aus. Die Realität ist, dass das Universum von unsichtbaren Kräften und Substanzen dominiert wird, deren wahre Natur wir erst langsam zu entschlüsseln beginnen.

Das Universum: Eine Aufteilung der Macht

Die moderne Kosmologie, gestützt auf jahrelange Forschung und Beobachtung, liefert uns ein erstaunliches Bild der Zusammensetzung des Universums. Vereinfacht dargestellt, lässt sich die gesamte Masse-Energie-Dichte des Universums in drei Hauptkomponenten unterteilen:

• Dunkle Energie: Sie macht den größten Teil aus, etwa 68% des Universums. Dunkle Energie ist eine mysteriöse Kraft, die die beschleunigte Expansion des Universums antreibt. Ihre genaue Natur ist noch unbekannt, aber sie wird oft mit der kosmologischen Konstanten in Einsteins Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie in Verbindung gebracht.

• Dunkle Materie: Sie ist zwar unsichtbar für unsere Teleskope, aber ihre Gravitationswirkung ist unbestreitbar. Dunkle Materie macht etwa 27% des Universums aus. Sie ist verantwortlich für die Rotation von Galaxien und die Bildung von Galaxienhaufen, da sie mehr Masse bereitstellt als die sichtbare Materie allein erklären kann. Obwohl wir ihre Auswirkungen spüren können, besteht sie nicht aus den bekannten Teilchen des Standardmodells der Teilchenphysik.

• Baryonische Materie (Normale Materie): Hier kommen wir ins Spiel! Diese Materie, aus der Sterne, Planeten, Gaswolken und letztendlich auch wir bestehen, macht nur etwa 5% des Universums aus. Sie umfasst Protonen, Neutronen und Elektronen – die Bausteine der uns bekannten Welt.

Warum ist der Anteil der “normalen” Materie so gering?

Diese Aufteilung mag zunächst schockierend sein. Warum ist die Materie, die wir kennen und verstehen, nur ein so kleiner Teil des Ganzen? Die Antwort liegt in der Entstehungsgeschichte des Universums und den fundamentalen physikalischen Gesetzen, die es regieren.

Die Entstehung und Entwicklung des Universums verlief in mehreren Phasen. Kurz nach dem Urknall war das Universum ein extrem heißer und dichter Zustand. Mit der Abkühlung des Universums begannen sich Elementarteilchen zu bilden. Die Dichte der Dunklen Materie und die beschleunigte Expansion, angetrieben von der Dunklen Energie, spielten eine entscheidende Rolle bei der Strukturierung des Universums. Die Dunkle Materie bildete Gravitationszentren, um die sich dann die baryonische Materie sammelte.

Die Bedeutung dieser Erkenntnisse

Die Erkenntnis, dass die “normale” Materie nur einen verschwindend geringen Teil des Universums ausmacht, hat tiefgreifende Auswirkungen auf unser Verständnis des Kosmos:

• Grenzen unseres Wissens: Sie verdeutlicht, dass wir nur einen winzigen Bruchteil des Universums verstehen. Die Natur der Dunklen Energie und der Dunklen Materie ist eine der größten Herausforderungen der modernen Physik und Kosmologie.

• Notwendigkeit neuer Theorien: Das Standardmodell der Teilchenphysik kann die Existenz der Dunklen Materie nicht erklären, was auf die Notwendigkeit neuer physikalischer Theorien hindeutet.

• Demut und Ehrfurcht: Sie erinnert uns daran, dass wir uns als Menschheit inmitten eines gigantischen und komplexen Universums befinden, in dem es noch unendlich viel zu entdecken gibt.

Fazit

Das Universum ist ein weitgehend unbekanntes Territorium, in dem die “normale” Materie, die uns so vertraut ist, nur einen kleinen Bruchteil ausmacht. Die Dominanz der Dunklen Energie und der Dunklen Materie stellt eine immense Herausforderung für die Wissenschaft dar, bietet aber auch die Chance, unser Verständnis des Universums grundlegend zu erweitern. Die Reise der Erforschung des Kosmos hat gerade erst begonnen, und die kommenden Jahre versprechen spannende Entdeckungen, die unsere Sicht auf die Realität für immer verändern werden könnten.