Schon Beginn der Menschheit beschäftigen wir uns mit dem Universum, das nachts so wunderschön und majestätisch über uns thront. Kein Wunder also, dass sich auch die Wissenschaft bereits seit vielen Jahrhunderten den Sternen über uns gewidmet hat. Denn neben den zahllosen kleinen Lichtpunkten, den Sternen und den paar Planeten unseres Sonnensystems, herrscht dort oben vor allem eines: Dunkelheit. Und genau diese Dunkelheit wird an der Goethe-Universität in Frankfurt am Main erforscht. Genauer gesagt sind es nicht die schwarzen Räume zwischen den Sternen, die wir sehen, sondern das, was wir eben nicht sehen, was aber nachweisbaren Einfluss auf die Bewegungen der Sterne und der Galaxien hat: die dunkle Materie.
Die Astrophysikerin Prof. Dr. Laura Sagunski erklärt es uns: „Wir wissen heute, dass rund 85% des gesamten Universums aus dunkler Materie bestehen, also einen viel größeren Anteil des Universums ausmacht, als normale Materie. Die normale Materie, die wir kennen, besteht aus Elektronen, Protonen, Neutronen, Atomen - wie dieser Tisch hier. “, sie klopft auf die Tischplatte, „Normale Materie ist also unser Körper oder die Sterne im Universum.“ Im Jahre 1933 dann, hat der Physiker Fritz Zwicky auch dunkle Materie entdeckt. Als er die Bewegungsenergie von Galaxien erforscht hat, fiel ihm auf, dass diese sich ganz anders verhalten, als es durch die sichtbare Masse vorhersagen lässt. Die Gesamtmasse der Galaxien ist also viel größer als das, was wir sehen können. Wobei „sehen“ auch den nicht sichtbaren, aber trotzdem messbaren Bereich meint. „Dunkle Materie ist schon eine Herausforderung“, sagt die Wissenschaftlerin. „Sie strahlt nicht, sie wechselwirkt nicht elektromagnetisch mit anderer Materie – außer gravitativ.“ Sie hat also eine Anziehungskraft. Wenn sie aber so wenig Einfluss auf unser Leben hat, warum sollte man sie da überhaupt erforschen? „Zusammen mit der sogenannten dunklen Energie macht die dunkle Materie 95 % der Energiedichte des Universums aus“, erläutert Prof. Sagunski. „Was wir also kennen, sind nur 5 % von allem! Und das ist eine der großen Fragen, die mich antreiben.“
Wir kennen also erst 5% von allem? Das klingt nach viel Arbeit. Hier in Frankfurt gibt es nun die Arbeitsgruppe DMGW. DMGW steht für „Dark Matter, Modified Gravity, Gravitational Waves“. Die AG wurde von Prof. Sagunski gegründet, um genau diesen großen Fragen auf die Spur zu kommen. Denn Prof. Sagunski ist Kosmologin, und Kosmologie ist die Lehre davon, wie das Universum angefangen hat. Also wörtlich die Forschung an absolut allem. Seit 2020 lehrt und forscht sie hier in Frankfurt, und 2021 gründete sie mit ihrem Team gemeinsam den Kurs EXPLORE, „Experimental Learning Opportunity through Research & Exchange“. “Wir wollen in diesem Kurs eine Brücke schlagen zwischen Lehre und Forschung.” Hier finden Studierende aus aller Welt zusammen, um sich den brandaktuellen Themen der Astrophysik zu widmen, unter anderem eben der dunklen Materie. „Denn weil die dunkle Materie so unglaublich viel unseres Universums ausmacht, ist es auch wichtig, herauszufinden, was das eigentlich ist.“
Und was ist sie nun, diese geheimnisvolle dunkle Materie? Prof. Sagunski lacht. „Zu beweisen, was das ist, ist schwer. Aber es gibt verschiedene Theorien.“ Es gibt Theorien, die davon ausgeht daß dunkle Materie unendlich viele winzig kleine schwarze Löcher ist. „Wir hier wiederum denken, dass das Elementarteilchen sind.“ Also Teilchen wie die besagten Neutronen, Protonen, Elektronen. „Wir erforschen also das, was die Welt im Innersten zusammenhält“, zitiert Prof. Sagunski den alten Goethe, auch ein Frankfurter. Wenn das kein Grund ist, hier zu studieren – immerhin findet man hier in einem internationalen Team vielleicht schon bald die Antworten auf die größten Fragen des Universums: Was ist das eigentlich alles?
