seit jeher haben die menschen zu den sternen geschaut seit jeher hat uns das universum fasziniert und fragen aufgeworfen was ist noch da draußen wie es das alles entstanden wo kommen wir her [Musik] herzlich willkommen bei space time mit ulrich walter astronaut und wissenschaftler er weiß im weltraum wartet unglaubliches auf uns wir sind umgeben von dunkler materie und dunkle energie mysteriöse kräfte die das gesamte all durchziehen und so die entwicklung unseres universums maßgeblich bestimmen die wissenschaftler sehen die auswirkungen dieser kosmischen rätsel doch gefunden haben sie noch nichts [Musik] der weltraum unendliche weiten aber nichts ist drin in einem volumen von etwa 13.000 mal 13.000 mal 13.000 kilometer also dem volumen von etwa der ert größe befindet sich die masse von nur einem kleinen sandkorn mehr noch wenn man sich dieses sandkorn anschaut dann besteht es aus geisterhaften teilchen teilchen die alles durchdringende irgendwelche spuren zu hinterlassen und dann gibt es darüber hinaus noch dunkle energie das genau ist das dunkle materie dunkle energie vor etwa 13,8 milliarden jahren entstand unser universum mit einem knall den big bang es war die geburt von materie raum und zeit der beginn jeglichen science astronomen schätzen dass im für uns sichtbaren universum rund zwei millionen galaxien mit je 100 milliarden sternen existieren und trotzdem herrscht eine unheimliche lehre im all die modernen kosmologie verfolgt die spuren des universums zurück bis zu seinem anfang sie sind auf der suche nach dem bauplan des ganzen und blicken dabei tief in die vergangenheit soweit schauen wir wird glaubt nicht dass das weltall sich in verschiedenen bereichen verschiedene entwickelt sondern das feld im großen immer etwa gleich aussieht die astronomie befindet sich auf einer forschungsreise in die unendlichkeit immer am rand der vorstellungskraft nach dem urknall formten sich sterne nebel und galaxien und in letzter konsequenz die planeten und auch das leben die forscher erkennen und verstehen immer mehr die komplexen strukturen und zusammenhänge des weltalls und lernen immer mehr über die darin befindlichen objekte wir haben die galaxien wir haben die galaxienhaufen wir haben die galaxien superhaufen also ganz lesen und große strukturen und genau so haben wir auch die sterne und galaxien wir haben materie zwischen den sternen wir haben bestimmte stern typen die alle unterschiedlich sind auch die galaxien sind unterschiedlich und haben besondere objekte wie schwarze löcher also es gibt einen ganzen zoo von verschiedenen sternen und typen und auch von galaxien twitter for materie die dazwischen was das wissen über das weltall hat sich in den letzten jahren explosionsartig vermehrt doch das was wir wirklich sehen oder nachweisen können macht nur einen bruchteil der science aus da muss es noch viel mehr geben was das universum beeinflusst und seine entwicklung bestimmt ein mysterium das für uns nicht greifbar ist materie und energie in großer menge die noch von keinem wissenschaftler nachgewiesen wurden dunkle materie und dunkle energie was wirklich spannend ist dass experimente darauf hindeuten dass wir von dem universum bisher mal so grob 5 prozent überhaupt nur gesehen haben denn das universum besteht zu fünf prozent aus der materie die uns alle umgibt zu ganz grob 25 prozent als sogenannter dunkler materie also materie die wir nicht sehen können und dann nochmal zu ungefähr 70 ganz grob aus einem stoff von dem wissen physiker irgendwie noch nicht mal was es überhaupt sein könnte und deswegen hat man den spektakulären namen gegeben dunkle energie dunkle energie und dunkle materie begriffe die am ende auch den momentanen stand der forschung widerspiegeln die astronomen registrieren die auswirkungen dieser geheimnisvollen kräfte tappen ansonsten aber im dunkeln das stimmt irgendetwas nicht und das führt man auf eine gravitations wirkung zurück und die sagt man das ist die dunkle materie und wenn wir bedenken das ist ein wohl knall gab und seit dem urknall fliegt das weltall auseinander dann kann man sich schnell überlegen ohne weitere nach rechnungen es muss diese bewegung muss langsamer werden weil ja die anziehungskraft einzig die bewegung bremsen sollte macht es aber nicht ist beschleunigt sich und da hat man den begriff der dunklen energie eingeführt der das weltall auseinander fliegen ist also beides nur begriffe die sagen wir haben keine ahnung dunkle materie und dunkle energie scheinen uns immer und überall zu umgeben und zu durchdringen sie gehören zu den größten geheimnisse unseres universums [Musik] einsam com in einem raum bereich so groß wie die ganze erde wenn man sich mal sechs von diesen sandkörnern anschauen würde dann würde man feststellen dass fünf davon ganz geisterhafte eigenschaften haben denn sie sind grundsätzlich unsichtbar und deswegen denn dieser massen dunkle materie trotzdem hat diese dunkle materie ein ganz wesentlichem einfluss auf unser universum denn sie bremsen die ausdehnung des universums ab und da man diese abbremsung sehr guten messen kann kann man die menge dieser dunkle masse sehr gut bestimmen könnte es sein dass schwarze löcher diese dunkle materie sind das ist eine gute frage denn es könnte ja sein dass es viele viele mini schwarze löcher gibt feinst verteilt im universum um diese frage zu beantworten müssen wir allerdings zunächst erstmal diese schwarzen löcher besser verstehen und da würde es helfen einfach mal irgendwie so ein bild von schwarzen löchern zu haben und genau das ist wissenschaftlern im jahre 2019 gelungen es ist ein historisches bild dass astronomen im april 2009 10 präsentieren ein weltweites netzwerk von radioteleskopen hat erstmals den schatten eines schwarzen lochs fotografiert schwarze löcher sind die kompakteste form von materie die wir kennen gravitations monster die alles um sich herum verschlingen selbst das licht kann ihnen nicht entkommen das war ein fantastischer moment das ist ja etwas ganz schwieriges sie können ein schwarzes loch nicht sehen weil das schwarze loch die ganze licht stück das ganze licht schluckt wenn sie hier ein schwarzes loch haben und sie stehen hier und auf der anderen seite ist ein heller stern dann wird die lichtstrahlen die von diesem hellen stern kommen die werden um dieses schwarze loch darum abgeleitet und dadurch dass er da steht kommt überall etwas an und sie sehen plötzlich um das schwarze loch drum herum einen ring an leuchten und dass man das tatsächlich gefunden hat das sind natürlich momente wo sie denken das ist also wenn man ein bisschen gefühl hat für solche sachen dann sind das momente in dem einem das herz aufgehen sagt schwarze löcher es ist nicht fiktion es gibt es wirklich kein einzelteleskop weder im all noch auf der erde wäre für so eine aufnahme leistungsfähig genug die wissenschaftler warnten deswegen einen trick an für so eine abbildung wochen sind die scope das so groß ist wie die erde wenn man so ein großes teleskop haben will was so groß ist wie die erde dann macht man das aus einzelteleskop die dann sich so verhalten wie ein gesamtes co die ganzen teil bilder werden zu einem bild zusammen gerechnet und machen dann durch interferenz ein scharfes bilden durch den globalen teleskop verbund ist ein riesiges virtuelles instrumente entstanden das event horizon telescope es arbeitet nicht im sichtbaren licht sondern fängt radiostrahlung auf damit das menschliche auge sie wahrnehmen kann wird sie rot eingefärbt das beobachtete schwarze loch ist 6,5 milliarden sonnenmassen schwer und befindet sich im zentrum der galaxie messier 87 im sternbild jungfrau 55 millionen lichtjahre von der erde entfernt schwarze löcher faszinierend umso weiter in schwarzen löchern quasi auch wieder die physik aufhört schwarz in schwarzen löchern ist es so dass quasi die zeit stillsteht wenn man sich in der nähe von schwarzen löchern befindet man kann nicht in sie reingucken man weiß nicht was im inneren vor sich geht das ist glaube ich das was sozusagen die schwarzen löcher so interessant macht und ich glaube schwarze löcher sind auch populär geworden durch science-fiction-filme da wird gesagt wenn da etwas reinfeldt dann wird das zerrissen und geht alles kaputt in gewissem sinne ist das sogar richtig weil die gravitation in schwarzen löchern so stark ist dass alles letztlich dann auch wirklich zerstört würde auch in unserer galaxie existieren unzählige schwarze löcher das mit abstand größte davon befindet sich im zentrum der milchstraße 26 tausend lichtjahre von der erde entfernt sein gitarrist stern ein supermassives schwarzes loch von etwa vier millionen sonnenmassen das wichtigste was das schwarze loch macht das zieht andere sterne und körper an es ist wie eine eine riesen masse die alles mit großer kraft ansieht und daher hatte man vermutet also wenn man wenn man sehr genau hinguckt sollte man objekte sehen die sich mit einer hohen geschwindigkeit und das schwarze loch bewegen genauso wie man die die masse der sonne aus der bewegung der erde bestimmen kann kann man auch die masse des schwarzen loches aus der bewegung der sterne um das schwarze loch bestimmen und deswegen einmal angefangen die bahnen der stern in der nähe des schwarzen loches sehr genau zu vermessen sagittarius stern ist eigentlich eher unauffällig doch immer wieder werden helligkeit ausbrüche beobachtet immer dann wenn materie in das schwarze loch hinein fällt auch das röntgenteleskop chandra registriert diese ausbrüche anfang der 2000er jahre konnte trat zum ersten mal sagittarius a stern in aktion beobachten und sehen wie das schwarze loch materie verschlingt guitar llosa stern ist für die astronomen eine wertvolle quelle um die bedingungen in der nähe eines schwarzen loches zu studieren [Musik] im mai 2009 10 registrieren die wissenschaftler dann ein extrem helles aufflackern sagittarius a stern leuchtet plötzlich doppelt so stark wie üblich auf das schwarze loch in der mitte unserer milchstraße ist anscheinend gefräßig geworden das aufflackern geschieht am ereignishorizont des schwarzen lochs der grenze hinter der materie und energie endgültig in den gravitations schlund hineinstürzen ab dieser grenze kann nichts mehr entkommen was war das denn was haben wir denn da gesehen es muss etwas eingefallen sein dass leute das schwarze loch mischt dann das ist ja es ist sie gewinnt gravitations energie und die verstrahlung feier und das ist dann der blitz aber was es war genau also man kann sagen vielleicht war es ein planet der irgendwie darum der alleine war und da reingefallen ist oder eine kleine gaswolke weil diese leute scheinen noch nicht so groß war mussten kompakter körper gewesen sein also was was schnell da reinfeldt tatsächlich hat das beobachtete ereignis weit in der vergangenheit stattgefunden vor 26.000 jahren so lange ist das licht vom zentrum der galaxie bis zu uns unterwegs doch es gibt auch schwarze löcher ganz in der nähe unseres planeten im frühjahr 2020 spüren wissenschaftler der europäischen südsternwarte eines in etwa 1000 lichtjahren entfernung von der erde auf 1000 lichtjahre in kosmischen entfernungen gemessen liegt dieses schwarze loch in direkter nachbarschaft zu uns es handelt sich um ein sogenanntes der lahres schwarzes loch im sternensystem hr 68 19 nur etwa fünf sonnenmassen schwer zusammen mit zwei sternen bildete es ein dreifach system solch kleine schwarzen löcher entstehen wenn ein stern am ende seiner lebenszeit als supernova explodiert die stern hülle wird abgestoßen und der kern des sterns feld zu einem schwarzen loch zusammen [Musik] 1000 jahre ist nicht sehr viel aber dieses schwarze loch ist auch ein sehr friedliches schwarzes loch das ist heißt es zieht nicht was an weil es da keine materie gibt es gibt kein gas in der umgebung und die sterne sind weit genug weg das denn nicht zerrissen werden also solange das der fall ist ist die ganze situation das stabiler wir haben uns nichts befürchten [Musik] april 2018 eine spacex völker neuen rakete startet richtung ehrte orbit an bord das weltraumteleskop der nasa es soll eigentlich exo planeten aufspüren dafür durch muster des systematisch den sternenhimmel das teleskop beobachtet auch eine galaxie in der ein ungewöhnlicher helligkeits verlauf registriert wurde mit hilfe von tests konnten die forscher dann fast vom anfang bis zum ende beobachten wie ein stern von einem schwarzen loch zerrissen und verschlungen wird solch ein sternen tod ist sehr selten das beobachtete ereignis spielte sich am supermassiven schwarzen loch im zentrum einer galaxie im sternbild fliegender fisch ab etwa 375 millionen lichtjahre von uns entfernt als der stern in den sog des supermassiven schwarzen lochs gerät ist sein tod besiegelt er hatte in etwa die größe unserer sonne die anziehungskraft des masse giganten lenkt den stern aus seiner bahn und setzt ihn in der nähe des ereignishorizont enormen gezeigten kräften aus [Musik] diese reißen ihn am ende auseinander [Musik] das heißt sich unglaublich auch das heißt dieser stern wird zu einer scheibe die ganz hell leuchtet und wenn sie erleuchtet verliert die energie und kommt in schwarz noch immer noch einmal schub und schwarze löcher gravitations monster die alles in ihrer umgebung verschlucken selbst das licht kann ihnen nicht entrinnen lange zeit waren sie reine theorie doch heute können wir sie beobachten und erfahren immer mehr über diese unsichtbaren zentren der schwerkraft schwarze löcher gehören zu den dunklen geheimnissen und gleichzeitig zu den faszinierendsten objekten in unserem universum was ihnen zu nahe kommt ist unweigerlich verloren und nicht mehr von dieser welt selbst licht kann ihnen nicht entkommen der beweis dass es sie wirklich gibt war ein meilenstein in der astrophysik [Musik] ein ganz anderes mysterium in der dunkelheit des alls vermuten wissenschaftler in unserem sonnensystem einen geheimnisvollen neunten planeten jetzt haben wir seit jahrzehnten superteleskope dort draußen im weltraum das hubble teleskop das kepler teleskop und damit können wir sogar kleine planeten auf entfernten sternsystemen sehen und jetzt kommt doch diese astronomen daher und behaupten in unserem sonnensystem gibt es einen neuen planeten wie kommt ihr darauf ja sagen die da draußen gibt es objekte jenseits von rudi bewegen sich ganz komisch aber sie könne nichts sehen und deswegen gibt es einige astronomen die sagen naja wenn man nichts sehen kann dann könnte es ja sein dass dieser neunte planet ein kleines schwarzes loch ist merkur venus und mars können wir von der erde aus mit bloßem auge sehen genauso jupiter und saturn und sie bewegen sich wie man es von ihnen erwartet uranus wurde von william herschel und mit einem fernrohr gefunden doch seine umlaufbahn war anders als erwartet dies könnte ein hinweis auf eine noch nicht entdeckte masse in unserem sonnensystem sein [Musik] dann gibt es also findiger mathematiker die machen dann aus dieser aus den unstimmigkeiten einer vorhersage wo ein weiterer planet sein müsste also ein störenfried der die bahn stört und dann hat man hingeguckt hat mehr tun gefunden das war natürlich ein riesenerfolg für die beobachtende astronomie und dann sagt man na ja also wenn das so gut klappt vielleicht können wir da noch weitermachen da hat man weder die beiden genau geguckt gesagt das stimmt immer dass ich da muss noch etwas sein und dann hat man dem pluto gefunden und jetzt an die leute ja es stimmt aber immer noch nicht da muss man fast ein das problem ist nur je weiter sie nach außen kommen desto langsamer bewegen sich die planeten und sie brauchen immer längere zeit bis die störung sehen das heißt also die unsicherheiten wo die nächsten planeten sind werden immer größer je weiter sie nach außen kommen und so ist es bis heute nicht gelungen einen anderen planeten dingfest zu machen wir wissen auch nicht ob das nicht schon mal ein objekt handelt oder vielleicht um mehrere also das ist das spekulation aber es gibt hinweise darauf dass die bahn nicht ganz störungsfrei sind also es gibt in der tat kollegen gemeinden da könnte es sein das objekt müsste die etwa 6 fache masse der erde haben und sich weit außerhalb der umlaufbahn des neptuns befinden hier vermuten die astronomen auch eine wolke aus trümmern die fahnen für mich unser sonnensystem umgibt da wo der pluto sich befindet beginnt die sogenannte orte wolke das heißt dass es sehr viel materie wird sagen in kleinen klumpen die sich auch oben die sonne herum bewegen die hat sich offenbar gebildet diese orte wolke das weiß man aber auch erst seit 1990 dass es diese wolke gibt mit vielen kleineren objekten und diese kleineren objekte haben ja dazu geführt dass pluto seinen planeten status verloren hat und natürlich könnte sich in dieser orten wolke dann auch noch ein etwas größerer planet verbergen bis zum jahr 2016 war pluto als neunter planet in unserem sonnensystem bekannt doch als man immer mehr objekte seiner art nachweisen konnte überdachte man die planeten definition pluto wurde zum zwergplaneten degradiert und teilt sich diesen status seitdem mit drei anderen objekten sie alle gehören zu den sogenannten transnet typischen objekten eine ansammlung unzähliger trümmerstücke jenseits der bahn des planeten neptun viele dieser transnet mission objekte haben eine ähnliche orientierung ihrer bahnen das ist ungewöhnlich und so schloss man auf einen gemeinsamen unbekannten verursacher planet 9 durch die anomalie der uranus bahn fand man damals den neptun doch diese methode scheint diesmal nicht zu funktionieren die störung des uranus war so groß dass man relativ präzise voraus berechnen kann wie groß muss der planet sein und wo steht da und so ist auch entdeckt worden da hat jemand gemacht da muss der neptun sein dann hat man ein teleskop dort hingerichtet und gesagt da ist das kann man diesmal nicht machen weil die störungen sind so klein dass die vielleicht sogar gar nicht real sind insofern ist man da noch ein bisschen am tappen im dunkeln im wahrsten sinne des wortes es gibt noch eine andere theorie um die ungewöhnlich gleiche ausrichtung einiger transnet u-bahnen zu erklären es könnte sich um ein primor die alles schwarzes loch in unserem sonnensystem handeln stephen hawking beschrieb bereits in den 70er jahren solch primor die ahlen schwarzen löcher diese unzählig vielen objekte sind sehr klein und sollen sich im gegensatz zu allen anderen schwarzen löchern bereits kurz nach dem urknall gebildet haben das ist der theorie war hat noch keine gefunden man kann danach suchen zb wenn man das licht der sterne oder galaxien eindruck wenn der kleine schwarze löcher durchgehen dann würde die raumzeit verbogen würde eine lichtschranke sehen die sehr steile ist so peaks hat man aber noch nicht gesehen von daher gibt es im augenblick kleinen hinweis ob das wirklich existiert es ist nun möglich die hypothese mehr nicht ein in unserem sonnensystem kreisen des schwarzes loch könnte die seltsamen bahnen man sich transnet komische objekte erklären am ende geht es aber nur um masse und ihren einfluss es ist letztlich egal ob man sagt planet oder schwarzes loch das ist ein objekt welches gravitation ausübt und ein schwarzes loch und gravitation aus und planet für die gravitation außerdem das kann man gar nicht unterscheiden deswegen schreibt das loch hört sich vielleicht besser an als als planet wenn man ein schwarzes loch sagt dann ist die aufmerksamkeit einem immer absolut sicher insofern ein unterschied kann man gar nicht machen zwischen den beiden das hypothetische objekt schätzt man auf etwa 6 erdmassen ein solches schwarzes loch wäre winzig klein es hätte gerade mal dem durchmesser einer grapefruit könnte planeten 9 wirklich ein schwarzes loch sein es lassen uns zunächst noch mal ein schritt zurück machen uns fragen was spricht eigentlich für einen neunten planeten ja sagen die astronomen da draußen jenseits von pute gibt es sechs kleine objekte die eine gleiche ausrichtung ihrer elliptischen bahn haben so könnte man sagen aber ausrichtungen von elliptischen bahn sind immer zufällig also es könnte auch sechs zufälle sein und wegen so einem schwachen argument so eine extravagante begründung nämlich schwarze löcher heranzuziehen das finde ich schon etwas übertrieben trotzdem die astronomen suchen weiter nach planet 9 aber wenn sie mich fragen da werden sie nicht viel finden wir sehen in unserem kosmos die gesamtheit von raum und zeit materie und energie dazwischen das vakuum scheinbar leer doch aus beobachtungen von sternen im galaxien und von galaxien und galaxienhaufen weiß man dass sehr viel mehr masse vorhanden sein muss die die bewegung der objekte im all beeinflusst man sieht sie nur nicht die wissenschaftler sind auf der jagd nach dieser fehlenden masse und nennen sie aufgrund ihrer unsichtbarkeit dunkle materie doch woraus sie bestehen könnte darüber sind sich die physiker im unklaren nur die auswirkungen dieser fehlende masse sind für die wissenschaftler wahrnehmbar die dunkle materie wirkt durch ihre gravitation sterne und galaxien im universum bewegen sich einfach nicht so wie es den anziehungskräften der für unsichtbaren und somit nachweisbaren materie entsprechen müsste um dieses merkwürdige verhalten des universums also zu verstehen braucht es mehr massen die man nicht sehen kann also dunkle materie aber diese dunkle materie ganz ungewöhnliche eigenschaften die ich ihnen jetzt hier mit mal demonstrieren will nehmen wir an dieser stift bestände aus dunkler materie was bedeutet das nun das bedeutet das licht nicht mit dieser materie interagieren kann es kann zum beispiel nicht reflektiert werden und deswegen könnten sie ihn jetzt gar nicht sehen aber nicht nur licht kann mit dunkler materie nicht interagieren auch normale masse zum beispiel meine hand kann damit nicht interagieren das bedeutet dass nur wenn ich versuchen würde diesen stift zu fassen würde er durchgehend ich könnte ihn gar nicht fassen das bedeutet dunkler materie mehr noch wenn dieser stift aus kleinen teilchen dunkle materie bestehen würde dann wäre die hier überall verteilt im universum es gebe so viele kleine teilchen die ständig durch unseren körper durchgehen würde pro sekunde und wir würden es gar nicht merken das bedeutet dunkler materie scheinbar unbeeinflusst von der dunklen materie kreist unsere erde um die sonne dunkle materie ist über die relativ kleinen abstände in unserem sonnensystem gleichmäßig verteilt ihre störungen kommen also auch gleichzeitig aus allen richtungen so hat sie keine gesamte auswirkungen sie strahlt wieder licht ab noch reflektiert sie es wir können sie also weder sehen noch beeinflusst sie uns trotzdem muss sie da sein die wissenschaftler gehen davon aus dass dunkle materie wie die sichtbare materie auch aus dem urknall hervorgegangen ist und lediglich große strukturen wie etwa galaxien beeinflusst weiter außen in der galaxie wird es schlimmer also da [Musik] die sonnen die sterne noch schneller also im verhältnis zu dem wie schnell sie sich bewegen sollten diese zusätzliche geschwindigkeit kann nur durch eine masse üblicherweise erzeugt werden aber die sehen wir nicht und deswegen heißt es dunkle materie weil wir gar nicht wissen wo er ist und wie man sich das vorstellen muss also das ist ein rätsel weil es hier direkt neben der sonder quasi irgendwas existieren muss was diese dunkle materie ist und von der wir keine ahnung haben was ist eigentlich sein könnte anhand von messungen und berechnungen schließen die wissenschaftler darauf welche masse die dunkle materie im universum einnimmt und wie sie verteilt ist ob sie aber aus einer sorte von teilchen besteht oder aus unterschiedlichen lässt sich nicht mit gewissheit sagen dunkle materie wieso einmal kohlen ja sie sind darum man sieht sie nicht im kohlenkeller wenn es dunkel ist ja und so können wir uns auch vor da sind da ist irgendwelche materie da aber wir sehen sie nicht und wir versuchen sie zu finden aber sie anzieht sich also unserer suche und das ist total merkwürdig und haben dunkle materie dann umlaufen dunkle materie das sind also mehr oder weniger massive elementarteilchen vielleicht auch unzählige primor die aale mini löcher die wir nicht nachweisen können die aber dafür sorgen dass die bewegung von sternen in galaxien nicht den gesetzen der physik folgt von der dunklen materie scheint es fünfmal mehr zu geben als von der materie die wir sehen insofern müssten wir mit der dauernd zusammenstoßen ist aber nicht schlimm weil die dunkle materie ja nur aufgrund ihrer gravitation wechselwirkt und eben nicht irgendwie anders mit uns zusammen stößt also dunkle materie ist nicht geladen und wir können sie nicht spüren sie hat sonst keine kraft wirkung auf uns insofern sind die kräfte die dunkle materie auf uns selber ausüben schwach aufschluss über die struktur des kosmos und seine entwicklung soll das deutsche röntgenteleskop rosita gewinnen es erstellt eine karte der röntgenquellen im universum und rosita soll neue erkenntnisse über die dunkle materie und die dunkle energie liefern das teleskop sucht dafür den gesamten himmel ab und durch mustert vor allem sogenannte galaxienhaufen gigantisch große ansammlungen von tausenden einzelner galaxien untereinander verbunden durch die wirkung der schwerkraft es geht um das verständnis der kosmischen entwicklung und die zusammenhänge in unserem universum dunkler materie wirkt durch ihre gravitation als anziehende kraft dunkle energie hingegen treibt materie auseinander anhand der beobachtung von galaxienhaufen soll rosita das wechselspiel zwischen diesen beiden mysteriösen kräften den wissenschaftlern verständlicher machen aus den daten soll eine himmelskarte entstehen ein abbild des universums und seiner entwicklung dunkle materie kann uns einfach durchdringen ohne uns zu schädigen also röntgenstrahlen können und es können uns ja auch durch durchdringen die würden uns allerdings schädigen aber es gibt auch strahlung die uns durch trinken kann und die uns nicht schädigt neutrinos sind zum beispiel teilchen die uns durchdringen und die uns auch nicht schädigen und dunkle materie könnte aus teilchen bestehen die die tatsächlich mit nichts von uns wechselwirken sie können also überhaupt nicht irgendwie mit unseren teilchen wechselwirken damit schädigen sie uns nicht und sie kann es trotzdem durchdringen über die teilchen aus denen dunkle materie bestehen muss wissen wir nichts obwohl sie mehr als 80 prozent der materie im universum ausmacht ist es bisher nicht gelungen auch nur ein einziges teilchen der dunklen materie direkt mit hilfe eines detektors aufzuspüren doch ganze galaxienhaufen müssen gefüllt und umhüllt von dunkler materie sein die galaxien darin drehen sich viel zu schnell ohne die zusätzliche schwerkraft hätten sich manche davon bereits in alle richtungen zerstreut dunkler materie zieht sich durch das komplette universum doch sie äußert sich nur durch ihre gravitative wechselwirkung mit herkömmlicher materie ob es sich dabei um kleine elementarteilchen handelt oder oder große elementarteilchen oder ob es sich um klumpen von etwas handelt das wissen wir nicht es gibt ja auch leute sagen das ist eine schwarze löcher ja was das wäre schlimmer wenn wir so viele schwarze löcher werden dass so viele meister noch zur verfügung stellen das daher dass ich so schnell bewegt um das zentrum die dunkle materie hinterlässt ihre spuren im all dass sie überhaupt aus massiven teilchen besteht ist eine grundannahme stimmt diese annahme nicht wäre man mit der klassischen physik gescheitert [Musik] sie untersuchen etwas was sie noch nicht mal wo sie noch nicht mal wissen was sie suchen also wenn sie wissen wollen wie hell ist eine lampe dann haben sie eine klare aufgabe aber wenn sie sagen ich suche etwas ich weiß aber gar nicht ob es das überhaupt gibt ist eine ich sehe nur einen effekt von irgendetwas dann ist man schon ziemlich da ist man schon ziemlich in der schwierigen situation als noch viel größeres mysterium als die dunkle materie gilt in der modernen physik die dunkle energie sie scheint die geschicke unseres universums als ganzes zu lenken da draußen gibt es also etwas nämlich dunkle energie was 70 prozent aller massen und energien in unserem universum ausmacht was zum teufel ist das nun was wir darüber wissen ist es liegt feinst verteilt überall im universum vor nicht nur im leeren raum sondern überall in jedem körper in meinem körper in ihrem körper was ihr war auch wissen es ist eine so genannte grund zustands energie das bedeutet dass nun ist die energie des gesamten zustands des universums und weil es darunter nicht mehr tiefer geht bedeutet das dass man die energie nicht benutzen kann um zb was anzutreiben smartphones oder automobile was wir auch wissen diese dunkle energie hat die eigenschaft den raum auseinander zu treiben genauso wie hefe einen hefekuchen auseinander treibt ist das nicht eigentümlich und genau rauszukriegen was da genau ist dazu gibt es jetzt mehrere weltraummissionen wie damals das weltraumteleskop hubble soll uns das nasa teleskop an nancy grace roman ganz neue einblicke in die wunder des universums erschließen das teleskop ist benannt nach der kosmologie in nancy romen sie baute mitte der 50er jahre die abteilung weltraum astronomie der nasa auf das nach ihr benannte teleskop soll vor allem die verteilung der galaxien im weltraum untersuchen und so wichtige informationen über die mysteriöse dunkle energie sammeln die unseren kosmos durchdringt und das universum anscheinend immer schneller auseinander treibt was wir im weltall sehen ist im wesentlichen strahlung die mit materie wechsel wird also das fester stoff so tisch stuhl kohle gestein und so weiter gas und das muss irgendwie leuchten und dann sehen wir es aber wir haben festgestellt dass es tim welt halt auch andere arten von energie und auch materie gibt die wir nicht sehen das feld da hat sich ja mal expandiert aber dann ist sie langsamer geworden jetzt jetzt wieder schneller wo weit kommen dass und da ist die meinung dass künftig eine energie die wir aber nicht sehen könne eine dunkle energie und auch die trägt zu der gesamten zum gesamte inventar des universums bei und wenn man das alles in relation setzt dann sieht man dass die materie noch ein paar prozent des gesamten universums ausmacht und das meister nicht sehen können mit dem projekt durchmustern forscher den sternenhimmel über zwei jahrzehnte lang vermessen die detektoren position und helligkeit von etwa 470 millionen himmelsobjekten das ergebnis ist eine dreidimensionale karte des universums die auch rückschlüsse auf die auswirkungen der dunklen energie gibt die ergebnisse unterstützen die theorie dass die dunkle energie die antriebsfeder unseres universums ist die dunkle energie es in gewissem sinne etwas ja um einen physikalischen prozess zu erklären und zwar ist dunkle energie so etwas wie in anführungszeichen anti gravitation man weiß ja dass die gravitation sozusagen massen anzieht wie es anziehen nun sieht man aber im universum auch dass das universum sich ausdehnt und zwar sogar beschleunigt ausdehnt es muss also auch irgendetwas geben was massen auseinandertreibt und das ist jetzt diese dunkle energie man weiß nun überhaupt nicht was das sein könnte und deswegen hat man zunächst mal namen dieser dunklen energie verpasst aber richtig wissen was das ist tut man überhaupt nicht auch europa arbeitet an einem dunkle energie jäger dass nach dem mathematiker euklid von alexandria benannte weltraum teleskop soll uns verstehen helfen warum die ausdehnung des universums sich beschleunigt das teleskop an dem die wissenschaftler und techniker arbeiten wird gleichzeitig im sichtbaren und infraroten lichtspektrum den sternenhimmel beobachten nichts geringeres als die entwicklung des universums in den letzten zehn milliarden jahren soll mitglied untersucht werden das teleskop wird dabei innerhalb von sechs jahren nicht weniger als eine milliarde galaxien vermessen dunkle materie und dunkle energie beeinflussen unser universum maßgeblich was immer es sein mag die struktur des weltalls und seine evolution werden offensichtlich von diesem mysteriösen kraftquellen dominiert wissenschaftler suchen nach dem noch unbekannten elementarteilchen aus denen dunkle materie bestehen muss doch noch haben sie keine spuren von den hypothetischen bausteinen gefunden dunkle energie was ist das eigentlich es ist eine eigenschaft des leeren raumes des vakuums und deswegen mag ich ihn jetzt mal ein stück vakuum dahin das wäre eine box mit vakuum und jetzt kommt es ein physiker namens heisenberg im letzten jahrhundert gezeigt und wir wissen dass das wahr ist dass in so einem vakuum kurzzeitig kleine anti paare aufpoppen hier zb ein elektron negativ geladen und ein positiv positiv geladen die sich nach kurzer zeit wieder vernichten und das passiert überall also negativ und positiv überall im vakuum wozu brauchen wir so was nun wir können damit verstehen wie sich eine elektromagnetische welle die ihr aus einem positiven teil positives elektrisches feld und negatives elektrisches feld bestätigt die sich überhaupt ausbreiten kann denn diese welle polarisiert jetzt sagt man sieht also diese beiden virtuellen teilchen auseinander und damit verstehen wir dass die ausbreitung von licht im vakuum nichts anderes ist als die polarisierung dieser virtuellen teilchen damit hat man das endlich verstanden aber wir wissen inzwischen auch dass wir diese virtuellen teilchen brauchen um zu erklären dass das universum dass der raum auseinander getrieben wird denn virtuelle teilchen treiben auseinander könnte die energie des vakuums wirklich die rätselhafte dunkle energie sein und damit wesentlichen einfluss auf einsteins kosmologische konstante und damit auf die entwicklung des universums haben eine naheliegende vermutung der sich viele wissenschaftler anschließen doch noch fehlt ein überzeugendes modell dass diese vermutung auf eine solide basis stellen würde den einzigen erklärungsversuch dem es für die dunkle energie bisher gibt der basiert darauf dass es die energie des vakuums sein könnte das hört sich jetzt irgendwie im widerspruch in sich an weil wir sie eigentlich nichts wie soll der energie seien aber unsere heutige vorstellung von vakuum ist das im vakuum ständig teilchen erzeugt und wieder vernichtet werden das passiert nur so schnell dass wir es nicht beobachten können das heißt das was sie als vakuum sehen ist so ein mittelwert der sich daraus ergibt dass da ständig erzeugt nun vernichtet werden so genannte virtuelle teilchen entstehen und die hätten eine energie und so kann man auch dem vakuum energie zu ordnen und das könnte diese wirkung energie diese mysteriöse dunkle energie sein wenn man das aber mal durch rechnet dann kommt man leider zu dem schluss das ist vielleicht eine gute erklärung aber von den zahlen her funktioniert das ganz und gar nicht eine ganz neue generation von detektoren wird gebaut um der dunklen materie auf die spur zu kommen unter anderem sucht man nach bams die favorisierten elementarteilchen die dunkle materie ausmachen könnten schwach wechsel wirkende massereiche teilchen doch ihre wirkliche existenz konnte bisher nicht nachgewiesen werden [Musik] das ist so was im englischen den feigling das heißt wie klienten massive particles also massereiche große elementarteilchen die man aber nicht sehen kann ja aber das ist hypothetisch jetzt die cern forscher es gibt forschungsarbeiten über existenz von wimps man musste sie nämlich aufgrund ihrer impulse sehen also impulse haltung ist er an diesem thema aber man findet sie nicht asozial hat ein forschungsprogramm aufgelegt und im moment ist es immer noch so dass man nicht weiß was es ist verschiedene und teilweise auch gegensätzliche ansätze verfolgen die forscher bei ihrer suche nach dem mysteriösen teilchen aus denen die dunkle materie bestehen soll finden konnten sie jedoch noch nichts die physiker denken sich da ja immer offenbar windes und so schöne namen aus es gibt auch machos ja in der physik also massiv s36 compact hallo ob sexy wie man da und sagt das sind einfach nur objekte wie zb planeten die nicht um irgendwelche sterne sich bewegen aber die einfach nur dunkel sind die so wenig elektromagnetische strahlung abgeben dass wir sie nicht sehen aber trotzdem da sind oder so genannte braune zwerge also fast sterne die aber nicht strahlen davon müsste es nur sehr viele geben die wir nur in unseren beobachtungen des himmels nicht sehen und die aber zur materie beitragen auch albert einstein beschäftigte sich mit der frage wie sich das universum im ganzen verhält als der große denker seine feld gleichungen der allgemeinen relativitätstheorie aufstellte glaubte man noch das universum sei statisch dies konnten seine gleichungen jedoch nur dann beschreiben wenn er eine frei wählbare konstante mit berücksichtigte die kosmologische konstante eine zahl die seine theorie mit der vermeintlichen praxis in übereinstimmung brachte als aber nachgewiesen wurde dass sich das universum ausdehnt verwarf einstein diese konstante wieder die kosmologische konstante einsteins lassen das eigentlich nun in sein gleichung bewirkte diese kosmologische konstante eine expansion des universums und das ist genau das was er damals brauchte denn die leute glaubten wegen der massen im universum müsste das universum kollabieren man sah aber ein statisches universum also her mit der kosmologischen konstante wenige jahre später kommt aber ein gewisses element und ein herr hubble daher und sagen wir können sehen dass das universum expandiert sagt einstein ich esel das ding brauche ich gar nicht heute ist die situation ganz anders ja wir sehen das universum expandiert und bräuchten deswegen keine kosmologische konstante aber da kommt jetzt im jahre 2010 ein gewisser perlmutter und sagt ich sehe dass diese expansion beschleunigt ist und deswegen brauche ich wieder eine kosmologische konstante also hat einstein heute doch wieder recht auf der anderen seite gibt es astronomen die bezweifeln dass diese expansion tatsächlich beschleunigt ist sie sagen das ist nur ein beobachtungs zähler und darüber hinaus gibt es einige physiker dir sagen die dunkle materie sind keine mysteriösen teilchen das muss irgendwas anderes sein heißt dass die kosmologie steckt heute in einer krise die rätselhafte dunkle energie die die expansion des weltalls beschleunigt lasse sich auf einfache weise mit einsteins kosmologische konstante beschreiben so der allgemeine konsens doch es gibt auch zweifel manche wissenschaftler wollen gar die ganze theorie einsteins umbauen manche forscher zweifeln schlicht an der richtigkeit der messungen der zunehmende expansion des universums eine fundamentale disziplinen der astronomie und wenn überhaupt irgendwas über jahrhunderte immer wieder überprüft wurde sind das die entfernungsangaben also man kann sich natürlich ihren prozent das sind immer drin hier und dort aber wenn wir uns fundamental lehrern in der entfernung der galaxien dann haben wir auch ein fundamentales problem mit der ganzen kosmologie dass da was falsch sein soll dann würde ich sagen dann haben wir mit der raum zeiten problemen weil dann gibt es falsche informationen das glaube ich selber nicht einstein hat immer noch bislang recht gehabt und ich glaube das wird auch in zukunft so sein einsteins theorie ist eine theorie der gravitation von massen im universum wir können die dunkle materie durch ihr gravitative wirkende auf die bewegung von sternen in galaxien sehen doch noch bleibt sie für uns ein geheimnis und nicht alle wissenschaftler sind davon überzeugt dass sich das universum tatsächlich beschleunigt ausdehnt verantwortlich wäre eine geheimnisvolle kraft die dunkle energie aber auch hier stützt man sich bisher nur auf theorien ich persönlich glaube diese entfernungs messungen sind alle in ordnung das bedeutet es gibt die beschleunigte expansion der grund ist die dunkle energie und das sind die virtuellen teilchen des leeren raumes das wirkliche problem ist die dunkle materie denn seit jahrzehnten sucht man schon nach diesen geisterhaften elementarteilchen und hat bisher noch nichts gefunden aber da gibt es ja noch diese primor idealen schwarze löcher so eine art schwarzes baby löcher aus den urzeiten des universums aber um ehrlich zu sein das hört sich auch irgendwie abstrus an oder also werden wir das problem der dunkle materie irgendwann mal lösen können ich persönlich glaube mit sicherheit irgendwann wird es soweit sein und bis dahin bleibt es wirklich spannend dunkle materie und dunkle energie zusammen machen sie 95 prozent des weltalls aus so die theorie der wissenschaftler doch lösen konnten sie das rätsel bisher nicht und so bleibt der größte teil unseres seins noch immer ein mysterium verborgen in der dunkelheit des universums [Musik]