380.000 Jahre nach dem Urknall kühlte das Universum von einer heißen Plasmasuppe auf eine Temperatur ab, bei der sich Protonen und Elektronen zu Atomen verbinden konnten. Die neutralen Wasserstoffatome wurden erneut durch einen Mechanismus auseinandergerissen, der das gesamte Universum reionisieren sollte, ein Prozess, der schließlich eine Milliarde Jahre nach dem Urknall endete.
Es wird angenommen, dass die ersten Sterne, die sich vor der Reionisierung gebildet haben, wahrscheinlich heftige ultraviolette Strahlung abpumpten und den neutralen Wasserstoff ionisierten, aber eine neue (kontroverse) Theorie wurde aufgestellt. Hatte dunkle Materie eine Rolle bei der Reionisierung des Universums zu spielen?
Da 85% des Universums aus einer Art Materie besteht, die wir noch nicht vollständig berücksichtigt haben, scheint es nur natürlich, dass Wissenschaftler die Möglichkeit prüfen würden, dass dunkle Materie kurz nach dem Urknall eine Rolle spielen könnte. Obwohl die Wissenschaftler ziemlich zuversichtlich sind, dass die Reionisierungsperiode von den Emissionen der ersten Sterne bestimmt wurde, gibt es einige Beobachtungsfaktoren, die darauf hindeuten könnten, dass die Vernichtung der Dunklen Materie eine Rolle bei der Entwicklung des Universums gespielt haben könnte.
Dies ist nach Angaben von Dan Hooper und Alexander Belikov von Fermilab in Batavia, Illinois, auf jeden Fall. In ihrer kürzlich veröffentlichten Theorie untersuchen die Forscher die Physik hinter der Vernichtung der Dunklen Materie als den Mechanismus, der die Epoche der Reionisierung vorangetrieben hat.
In Hooper und Belikovs Arbeiten konzentrieren sie sich auf dunkle Materie, von der angenommen wird, dass sie sich unter Anziehungskraft zusammengeklumpt hat, als sich das Universum während der neutralen Wasserstoffära abkühlte (bekannt als „dunkles Zeitalter“ - das Universum wäre aufgrund fehlender Sterne undurchsichtig gewesen und Mangel an elektromagnetischer Strahlung). Wenn sich die dunkle Materie während dieser Zeit verklumpt, wird vorausgesagt, dass sie sich vernichtet. Während der Vernichtung der Dunklen Materie wird vorausgesagt, dass hochenergetische Gammastrahlen erzeugt werden. Wo Gammastrahlung hingeht, wird mit Sicherheit die Ionisierung der Materie folgen.
“Ein einzelner Gammastrahl könnte 1000 Wasserstoffatome reionisieren", Sagt Hooper. „Der Mechanismus hätte das Universum leicht reionisieren können.”
Nach ihren Überlegungen hätte ein weitaus wirksamerer Ionisationsmechanismus das Universum überfluten können, anstatt Emissionen von Sternen, die sich zu Beginn der Reionisierungsepoche gebildet haben könnten. Einige Wissenschaftler stehen dieser Idee jedoch skeptisch gegenüber.
“Wir haben noch keine Beweise dafür, dass dunkle Materie jemals vernichtet wurde“, Sagt Charles Bennett, Hauptforscher des NASA-Satelliten WMAP, der die Epoche der Reionisierung untersucht hat. „Ich sage nicht, dass es falsch ist, aber es klingt ein bisschen zu erfunden, als dass ich es eifrig akzeptieren könnte. ” Bennett sieht das Argument der Dunklen Materie als ein Geheimnis (Reionisierung), das durch ein anderes Geheimnis erklärt wird (vernichtet die Dunkle Materie überhaupt?).
Die Idee, dass dunkle Materie der zugrunde liegende Mechanismus für die Ionisierung unseres Universums gewesen sein könnte, bleibt vorerst hoch theoretisch. Hooper ist jedoch bestrebt, die Daten der bevorstehenden Planck-Mission der ESA zu untersuchen, da dieses Observatorium in der Lage sein wird, den zeitlichen Verlauf der Reionisierung zu untersuchen. „Die Taktart der Reionisierung der Dunklen Materie unterscheidet sich von der durch Sterne hervorgerufenen", Sagt Hooper.
Quelle: Neuer Wissenschaftler
