 Der nächste Vortrag ist von Sarah Konrad. Sie ist Doktorantin in der Heidelberg-Universität. Sie gibt einen Grundlagenvortrag, wie das Universum funktioniert. Vielen Dank. Hallo, zusammen. Ich freue mich, dass es hier so großes Interesse an der Wissenschaft gibt in dieser Gemeinschaft. Ich freue mich, dass ich hier sein kann und euch erzählen kann, wie man das Universum Reverse-Engineering rückentwickeln kann. Dazu müssen wir die ganz dunklen Seiten des Universums uns genauer anschauen. Stellt euch vor, ihr seid in einer sehr klaren Nacht draußen, schaut euch die Sterne an, beobachtet die und ihr fragt euch, was ist da alles? Da gibt es all diese kleinen Sterne. Vielleicht habt ihr in eurem Kopf Bilder von farbigen Nebeln und ihr denkt euch, wie weit ist das und woher kommt das alles? Und wie sich die Leute das vorgestellt haben in früheren Zeiten, ist, wie ein Mann das hier an der Bildunterschrift seht, dass die Erde ein Missionär hatte, in der Mittelhalter hatte gedacht, dass er den Punkt gefunden hat, wo sich die Erde und der Himmel berühren, dass er alle Geheimnisse entdeckt hat, wie diese Maschinerie funktioniert und was dahinter sich verbergt. Heutzutage wissen wir natürlich, dass der Himmel kein Vorhang ist, wo Sterne dahinter sind, sondern dass wir in der Milchstraße leben. Wir wissen, dass die Sonne ein ziemlich durchschnittlicher Stern ist zu einem Vergleich zu all anderen Sternen, die wir so sehen. Falls ihr gerade nicht genau wisst, wo wir uns befinden, da auf der Karte habe ich es eingezeichnet. Am Anfang des 20. Jahrhunderts dachten die Leute, dass die Milchstraße das ganze Universum ist, also dass es nicht mehr gibt im Universum, dass alles in unserer eigenen Galaxie sein müsste, alles was wir sehen am Himmel. In der Zwischenzeit wurde diese Ansicht ein bisschen größer, also von unserem. Also man sieht zuerst nur die Erde, später unsere Galaxie und die Leute haben halt noch weiter geforscht und wie der Rest des Universums funktioniert und wie können wir ohne Albert Einstein dies machen? Albert Einstein hat die Allgemeine Relativität Theorie entdeckt und das ist die Grundlage für unsere heutige Ansicht, was die Raumzeit genau ist. Er hat eine der, also jetzt zeige ich euch die komplizierteste Gleichung in diesem Vortrag und also das ist eigentlich wirklich eine grundlagewichtige Gleichung. Auf der linken Seite zeigt die Dynamik der Raumzeit und dieser ist gleich wie die Energie und das Momentum der Materie und Strahlung im Universum. Das heißt, wenn das Universum leer wäre, dann würde nichts passieren, dann wäre die Raumzeit einfach wie sie ist. Sobald das Universum aber mit Materie, Mann und Strahlung füllen, dann wird die Raumzeit nicht mehr sein wie sie ist, bleiben wie sie ist. Der Raum kann sich erweitern, kann kleiner werden, Materie wird sich bewegen und das Klang für die Leute damals natürlich sehr komisch, dass das Universum seine Größe an einen sollte, die Leute wollten das nicht. Und Albert Einstein hat dann weitere Faktoren in seiner Gleichung hinzugefügt. Dieses Lambda, diesen Lambda-Faktor, welcher den Effekt aufhebt, dass die Gleichung vereinfacht mit dem Materie und Strahlung. Dieser Faktor war okay, aber es war unbekannt, was er genau bedeutet. Das ist eine unbekannte Energie oder eine Eigenschaft der Raumzeit. Dies ist die sogenannte kosmologische Konstante. Dies ist wie unser aktuelles Verständnis, der Raumzeit sich entwickelt hat. Ich habe erzählt, damals dachte man, dass das Universum nur auf der Milchstraße besteht, dass man nicht weiter sehen kann. Für die Leute müssen wir, dass es andere Galaxien gibt, Spiralnebel. Man konnte da keine einzelnen Sterne mehr sehen, nur die Galaxie. Ein Reddasswan hat bei einer Frau, die in Harvard Observatorium gearbeitet hat und sie hat Sterne in der großen und klein Magalanschen Wolke beobachtet und hat festgestellt, dass es da diese kleinen, sehr kleinen Galaxien gibt, welche unsere Galaxie quasi begleiten. Sie hat dann herausgefunden, dass wir darin auch schon einzelne Sterne sehen und hat diese Sterne beobachtet, zum Beispiel der Helligkeit und hat dann festgestellt, dass diese z.B. pulsieren, die werden heller und wieder dunkler und sie hat auch festgestellt, dass je schneller diese pulsieren, desto heller sind sie auch. Und damit war es zum ersten Mal möglich, die Zephyden-Variabeln, die Zephyden-Sterne, dass in dem diese helligkeitsfördernden Sterne zu finden und eine Relation herzustellen zwischen der Pulsierung und der Helligkeit und so auf die Distanz zu schließen. Das ist etwas Advin Hubble tat. Im Adromeda-Nebel, im Triangle-Nebel hat er Zephyden-Sterne, Zephyden gefunden und hat daraus versucht, die Distanz zu rechnen und er hat gesagt, dass diese Nebel viel weiter weg sein müssten als all die anderen Sterne, die wir sehen. Und da war es zum ersten Mal klar, dass es auch Objekte außerhalb unserer Galaxie geben müsste, welche riesig sind. Und so war unsere Galaxie halt nicht mehr so speziell. Es ist einfach eine Galaxie wie viele anderen und es gibt so quasi eine lokale Nachbarschaft. Und ja, da sind wir, falls ihr es gerade nicht seht, gefunden habt. Und die Adromeda-Galaxie, also wir dachten halt zuerst, das ist nur ein Nebel in unserer Galaxie und man hat festgestellt, dass diese eigentlich sogar größer ist als unsere eigene Galaxie. Als Physikerin werde ich nicht zufrieden, wenn ich nur wüsste, dass es das gibt. Ich will wissen, warum es sich bewegt, wie es sich bewegt und so weiter. Und um das herauszufinden, nutzen wir einen anderen Effekt. Diesen kennt ihr wahrscheinlich aus der Akustik, der Doppler-Effekt. Stelle vorher steht bei der Straße ein schnelles Auto fährt vorbei. Der Klang dieses Autos, wenn das Auto zu euch hinfährt, ist anders als wenn es weggeht. Dieses... Zuerst ist es hoch und dann wird es tiefer. Also ihr seht, es gibt eine Frequenzänderung und diese ist, weil sich das Fahrzeug relativ zu euch bewegt. Es gibt eine Änderung in der Tonhöhe. Das gibt es auch im Licht. Der Effekt ist der selbe und das Licht wird dann quasi auf höhere oder tiefere Frequenzen verschoben. Also wenn ein Objekt euch entgegenkommt, dann erscheint der Blauer, als er quasi ist. Und wenn ein Stern von euch wegfliegt, dann erscheint der Röta, als er ist. Wenn dann das Rot- oder Blauverschiebung. Und damit kann man dann herausfinden, ob der Stern näher kommt oder weiter weggeht. Wir können nur die Frequenz des Lichtes messen, weil wir nicht wissen, was die wirkliche Farbe des Sterns ist. Und wir nutzen jetzt also Spektrallinien. Spektrallinien sind Fingerabdrücke von individuellen Chemisch-Elementen. Jedes Element hat eine besondere Spektrallinienverteilung oder Absatzionslinienverteilung. Und wenn man eine bestimmte Konfiguration beobachtet, weiß man, welches Element zu welchem Linie gehört. Und im Prinzip sollte diese Linien immer bei derselben Frequenz sein. Aber wenn sich ein Stern relativ zu uns bewegt, sind die Linien auch Rot- oder Blauverschoben. Das heißt, indem wir das Spektrum von Sternen beobachten, können wir die Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegen, berechnen. Jetzt wissen wir, wie wir Entfernung messen und wie wir Geschwindigkeiten messen im Universum. Und das wurde von Fritz Zwicki gemacht. Er war ein Schweizer Astronom, der die Geschwindigkeit von Galaxien in Galaxieklaster untersucht hat. Ein Galaxieklaster ist ein sehr großes, ein riesiges Objekt. Es ist ein individuelle Galaxien, die durch Gravitation zusammengehalten werden. Was er gemacht hat, ist, die Galaxien bewegen sich um sich herum und er hat die Geschwindigkeiten gemessen. Und was er gefunden hat, war sehr merkwürdig. Die Galaxien haben sich mit so hohen Geschwindigkeiten bewegt, dass es unmöglich ist, dass sie zusammengehalten werden. Weil das gravitative Potenzial gar nicht so groß sein könnte. Wir beobachten die Helligkeit des Objektes. Wir wussten, wie viele Sterne da drin sein sollten. Jetzt bewegen sie sich mit dieser Geschwindigkeit. Fritz Zwicki hat das zusammengefasst, indem er gesagt hat, dass die Galaxienhaufen viel schwerer sein müssen, als wir glauben. Er hat als Erstes diesen Begriff dakematerie eingeführt. Er glaubte, dass das irgendwelche Gas oder irgendwelche Steine sind, die wir nicht sehen können, weil sie nicht leuchten. Und später wurde eine detailliertere Analyse von Vera Rubin gemacht mit dem selben Prinzip. Aber sie hat die Geschwindigkeit von Sternen innerhalb von Galaxien gemessen. Wir haben einen Galaxie. Daran sind Sterne. Und wir messen die Geschwindigkeit der Sterne, mit der sie sich um das Zentrum der Galaxie bewerben. Und damit hat sie dieses Profil, diesen Graf gemessen. Man sieht auf der X-Achse die Distanz vom Zentrum und auf der Y-Achse die Rotationsgeschwindigkeit. Die weiße Kurve ist die gemessene. Und die steigt am Anfang an und wird dann flach. Von der Masse, die wir beobachten können in diesen Galaxien, würden wir annehmen, um diese Galaxien zusammenzuhalten, die Geschwindigkeit viel niedriger sein sollte. Und zu dieser Zeit, es war zu dieser Zeit schon möglich, den Staub oder das Gas in den Galaxien zu messen. Also die beiden Komponenten konnten es schonmal nicht sein, um diese Diskrepanz zu erklären. Also wir sehen wieder, dass mehr Masse da sein muss, als wir erwarten. Also die Hinweise, dass so etwas wie darker Materie existiert, wurde immer häufiger und häufiger. Okay, lasst uns also zurückgehen zu unserem Sicht auf das Universum, wie das Universum funktioniert. Wir gehen wieder zurück zu Edwin Hubble, den wir schon kennen. Und was er gemessen hat, ist, er hat auf die Galaxien in unserer Umgebung geguckt und wollte wissen, mit welcher Geschwindigkeit unsere umgebenden Galaxien sich relativ zu uns bewegen. Und was er gefunden hat, ist das jetzt sogenannte Hubble-Gesetz, je weiter ein die Galaxie entfernt ist, desto schneller ist sie. Und das heißt, die Galaxien fliehen vor uns und das ist eine lineare Beziehung. Und was heißt das? Heute wissen wir, dass das Universum sich ausdehnt. Wir nennen das Hubble-Ausdehnung und Hubble wäre darüber sehr, sehr unglücklich, dass es nach ihm benannt wurde, weil er nie geglaubt hatte, dass der Raum an sich sich ausdehnt. Aber okay, berühmt aber vielleicht nicht gewollt. Was heißt es also, dass das Universum sich entfernt? Heißt es, dass wir sind im Zentrum des Universums und alles um uns herum entfernt sich? Nein, das Universum entfernt sich in jedem Punkt. Wir lassen es annehmen, wir sind im Punkt A und wir beobachten einen Galaxie-Punkt B und die entfernt sich von uns. Wenn wir zu Galaxie B hingehen, was würde jemandem Galaxie B sehen? Personen in Galaxie B würde auch sehen, dass Personen in Galaxie A sich entfernt, aber alle Personen an allen anderen Punkten auch. Das heißt, das Universum entfernt sich von jedem Punkt. Es ist kein Zentrum, von dem es sich entfernt sich von jedem Punkt gleichzeitig. Der erste, der das Formal aufgeschrieben hat, diese Beobachtung ist Alexander Friedmann, der die Gleichung gefunden hat, diese spezifische Bewegung des Universums beschreiben. Er hat gesagt, das Universum muss homogen und isotrop sein. Was heißt, dass es überall und in alle Richtungen gleich aussieht, egal in welcher Richtung wir im Universum gucken, ist überall gleich aus. Warum sollte es in einem anderen Punkt anders aussehen? Aber es ändert sich mit der Zeit, es expandiert. Das heißt, dass wenn wir eine große Raumfläche nehmen und wenn wir in Zeiten der Zeit zurückgehen, dann würde diese Fläche kleiner und kleiner und kleiner werden und dadurch die Materie in diesem Raum wird immer kleiner und wird immer dichter und dichter und immer heißer und heißer. Und wenn wir dann immer weiter in der Zeit zurückgehen, bis zu einem Punkt, wo die Temperaturen und Dichten so groß sind, dass das Universum ironisiert wird. Was heißt, dass die Atome, die Elektronen nicht mehr in sich halten würden und auch die Atomkerne nicht mehr halten würden, sondern dass die Elektronen und die Atomkerne freier rumfliegen würden, ohne aneinander gebunden zu sein, was ich hier auf der linken Seite skizziert habe. Aber wenn wir in so einem heißen, dichten Plasmas sind, was passiert mit dem Licht? Licht sind diese gelben Kurven da und Licht interagiert mit den geladenen Elektronen. Stellt euch vor, ihr seid in diesem heißen Plasma, also dann wird man irgendwie gekocht, aber man kann nichts sehen, weil das Licht überall gestreut wird und es nicht in eine Richtung gerichtet ist. Aber wenn das Universum expandiert, wir gehen jetzt vorwärts und teilen, das Universum wird kühler, die Atomkerne fangen die Elektronen an und das Universum wird transparent und in diesem Moment sind auf einmal eine riesige Menge von Photonen freigelassen worden. Und das coole ist, dass wir ein Bild davon haben von diesem Zeitpunkt. Das ist eine der berühmtesten Bilder der Kosmologie, die wir hier gesehen haben. Das ist dieses Bild. Dank diesen zwei Leuten können wir dieses Bild, Pensias und Wilson, sie haben eine Radio-Antenne gebaut und wollten eigentlich etwas ganz anderes messen. Und sie hatten dann immer so einen Hintergrundrausch in der Antenne, sie wollten das eigentlich loswählen, haben die Antenne gereinigt, sie dachten, die Tauben haben wohl darauf geschissen, aber das war nicht das. Dann gingen sie mal zu den Physikern und haben das Problem ihnen quasi geschildert und die sagten ihnen, was ihr da seht, ist das erste Licht des Universums. Später haben sie dafür einen Nobelpreis gekriegt und die Physiker haben dann ein neues Spielzeug gekriegt, weil sie sobald man mal eine neue Messung hat, die Physiker wollten dann halt wissen, war das wirklich so homogen wie es aussieht und sie haben Berechnungen gemacht und noch mehr Berechnungen. Also da sehen wir Strukturen im Universum, also es könnte zuerst auch schon so gewesen sein. Ja, sehen wir noch etwas von diesen Anfangsstrukturen des Universums in diesem Strahlungsfeld, das man da messen kann. Und sie haben weitere Berechnungen gemacht, wie viel Materie gibt es im Universum und so weiter. Und dann haben sie abgeschätzt, dass die Fluktuationen in diesem Strahlungsfeld in der größten Ordnung von 100 Kelvin sein mussten. Das ist nicht viel und sie haben gemessen und nichts gefunden. Was war falsch? Haben sie einen Fehler gemacht? In den 90ern hat der ein Satellit zum ersten Mal die Fluktuationen von diesem Strahlungsfeld gemessen und man hat dann gesehen, dass die Amplitude sehr viel kleiner war, als man das erwartet hätte. Es war ein 100.000 Kelvin. Und der einzige Grund, warum diese Fluktuationen so klein sind, ist, weil viel Materie damals, also aus der Zeit, aus der diese Strahlung stammt, nie mit Licht interagiert hat. Hier haben wir also den Beweis, dass dunkle Materie wirklich tatsächlich unsichtbar ist und auch sein muss. Wir werden nie ein Bild dafür machen können. Wir werden das nie direkt finden können. Es gibt Materie im Universum, die ist einfach komplett anders. Die wird nie Photonen emittieren können. Die kosmische Mikrowellen-Hintergrund-Strahlung sieht man, haben wir noch genauer gemessen, vom Planx-Satelliten, und das dient als Basis für die großen Strukturen, die man heute sieht. Und wenn man das genauer interessiert, dann schaut euch den Talk im Media, den Stream zum Beispiel an von dem erwähnten Talk auf der Flutzleit. Was wissen wir jetzt über unser eigenes Universum? Wir wollen das ja reverse-engineering rekonstruieren quasi. Ganz am Anfang war der große Urknall. Das heißt, irgendwo muss es einen Nullpunkt geben, diesen Urknall. Wir denken, es gab eine sehr, sehr, sehr kurze Zeit, in der man Inflation, wo sich das Universum extrem stark ausgedänt hat. Und etwa nach 400 Millionen Jahren wird diese Hintergrund-Strahlung, die ich erwähnt habe, ausgestrahlt. Und dazwischen gibt es einen dunklen Zeitpunkt. Später, nach diesen 4 Millionen Jahren, haben sich dann die Galaxienplaneten und so weiter gebildet. Und später hat eine neue Epoche gestartet. Man nennt diese die beschleunigte Expansion des Universums. Wisst ihr noch diesen Lammda-Faktor, den ich anfangs erwähnt habe? Heutzutage sieht man, dass der nicht da ist, um es statisch zu machen. Aber der Effekt dieser Konstante ist, dass das Universum sich heutzutage ausdehnt. Ein Stein hat quasi die dunkle Energie erfunden, ohne es zu wissen. Heute wissen wir also, es gibt etwas in unserem Universum, das macht, dass sich das Universum weiter und weiter ausdehnt. Normale Materie tut das nicht, die zieht sich zusammen. Und diese dunkle, ja unbekannte Materie dehnt sich aus. Was sind die Zutaten für ein Universum? Es gibt viele Neutrinos, Photonen. Die Rolle von denen wurde aber je länger, je weniger wichtig. Heutzutage wissen wir, dass die Energiedichte von Atomen nur etwa fünf Prozent des Universums ausmacht. 27 Prozent ist dunkle Materie. Und der größte Teil der Energie in unserem Universum ist dunkle Energie. Was wissen wir dann über diese dunkle Energie? Ja, sie ist da. Das Universum dehnt sich schneller aus, beschleunigt sich. Andere Materieformen können dafür nicht verantwortlich sein. Also es muss ja etwas geben, was diese beschleunigte Expansion verursacht. Wir wissen, dass die Energieverteilung sehr homogen ist. Es gibt nicht so Strukturen, wie das Materie macht. Es kann zeitkonstant sein. Wir haben im Moment keine Hinweis darauf, dass sich die Energiedichte ändern würde im Verlauf der Zeit. Also Physiker denken natürlich nicht, wir haben jetzt diese galaktische Konstante, also ist es konstant, sondern das wird halt immer weiter erforscht. Das werden wir dann in den nächsten Jahren wahrscheinlich erforschen, ob diese dunkle Energie sich mit der Zeit ändert oder nicht. Und alles andere ist im Moment einfach Spekulation. Es gibt viele Modelle, aber nichts, was man sagen kann. Das ist wirklich bekanntes Wissen. Gehen wir jetzt darum zurück zur dunklen Materie. Da wissen wir wahrscheinlich ein bisschen mehr darüber. Ist das normale Materie? Ich nehme an, ihr wisst, wie so ein Atom aussieht. Es gibt einen Atomkern, da drin es gibt Elektronen. Quantenphysiker sind heute nicht da. Im Kern dieses Atoms gibt es Protonen und Neutronen. Und jedes Proton und Neutronen besteht aus Quarks. Soweit wir das heute wissen. Wir wissen, es gibt zu sechs verschiedene Arten von Quarks. Up, down, top, down, ja, die Namen übersetz ich jetzt nicht alle. Die Namen von den Protonen und Neutronen sind von up und down. Und die anderen sind viel schwerer und nicht stabil. Aber man konnte die am LHC oder anderen Teilchenbeschleunigern nachweisen. Es gibt Elektronen, Mühlen, Tauen und für jedes Elektron gibt es einen Neutrino. Das ist normale Standardmaterie quasi. Wir wissen, dies ist nicht dunkle Materie. Also können wir das streichen. Immerhin etwas, das wir wissen. Aber wir wissen nicht, was es nicht ist. Was könnte es denn sein, in welcher früheren schwarzen Löcher? Ich habe gesagt, wenn die kosmische Hintergrundstrahlung gestartet wurde, gab es dunkle Materie, welche ich mit Protonen interagieren kann. Es ist etwas, das Protonen nicht emittieren kann, sondern zum Beispiel aufnehmen. Vielleicht sind das schwarze Löcher, weil die verhalten sich gleich. Die nehmen Protonen nur auf und emittieren keine. Darum könnte es möglich sein, dass dunkle Materie quasi eine Art von alten schwarzen Löchern ist. Weil schwarze Löcher müssen entstanden sein, bevor sich Atome entstanden haben. Es kann nur sehr wenig Masse auf diese primordialen schwarzen Löcher verteilt sein. Also diese primordialen schwarzen Löcher sind zwar nicht ausgeschlossen, aber es sind nicht die Wahrscheinlichsten. Vielleicht ist unser Teilchermodell einfach nicht vollständig. Vielleicht gibt es Teilchen, die nicht im Standardmodell sind. Vielleicht sind es Teilchen, wie wir sie kennen, aber anders. Wie könnten wir sie messen? Es gibt eine bestimmte Art, ein bestimmtes Modell von dunkler Energieteilchen, die heißen Weekly Interacting Massive Particles, also schwach interagierende, massive Teilchen, WIMP abgekürzt. Sie könnten mit Atomkernen streuen. Diese Streuung könnte man in Detektoren messen. Das ist, was man heute misst, heute macht. Also Leute suchen nach diesen Teilchen, nach diesen dunklen Materieteilchen, die so anders sind von allem, was sie bis jetzt kennen, aber vielleicht mit den normalen Materien interagieren. Das ist das, was wir der aktuelle Standpunkt unserer Experimente haben. Was wir sehen, ist, welche Masse hat es und wie wahrscheinlich es ist, dass es mit unseren normalen Teilchen, unseren Standardteilchen interagiert. Erstens annehmen, dass unser ganzes Universum mit dunklen Materien, Teilchen oder WIMPs gefilbt ist. Wir wissen die Dichte des Universums, die Dichte. Die Anzahl ist geringer, wenn die Masse höher ist. Das ist eine Sache, die wir wissen wollen, die Masse und das andere ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie interagieren. Das ist, was die Experimente, die wir hier sehen, gemessen haben. Die wollen das angenommen. Wir haben eine gegebene Masse, weil wir nicht wissen, welche Masse es gibt. Es gibt eine ganz große Anzahl von Modellen und angenommen eines bestimmten Wirkungsquerschnitts oder Streikquerschnitts, könnten wir dieses Teilchen detaktieren. Und die durchgehenden Linien hier sind Experimente, die laufen. Das heißt, wenn die Masse über dieser Linie sein würde, könnten wir sie beobachten. Wenn sie unten drunter ist, wäre die Interaktionswahrscheinlichkeit klein und wir könnten sie nicht beobachten. Die gestrichelten Linien sind Experimente, die im Moment aufgebaut werden. Hier sehen Sie die orange hervorgehobenen Regionen. In der unteren Region sind sehr kleine Teilchen. Wenn die WIM sehr klein wären, könnten wir sie nicht von Neutrinos unterscheiden. In dieser Region werden wir blind. Man könnte es nicht erkennen, nicht messen. Diese rote Fläche sind von bereits laufenden Experimenten so gut wie ausgeschlossen. Es gibt gewisse Signale, über die zurzeit diskutiert wird, wo es nicht ganz klar ist, ob diese Experimente tatsächlich etwas gesehen haben oder ob das Signale von anderen Quellen waren. Und die gestrichelten Linien sind Experimente, die geplant werden oder gerade gebaut werden. Und die blau-grün-gelbe Linie ist eine der meisten vorangeschrittenen Experimente, die sehr, sehr weit bis in den Neutrino Hintergrund hineingehen würden. Wenn diese Experimente mal laufen werden, dann könnten wir eventuell, und wenn wir es messen könnten, dann könnte dieses Experiment es eventuell sehen. Alles, was wir bisher gemessen haben, sieht sehr, sehr schlecht aus. Wir haben nichts gefunden. Okay, das ist was wäre, wenn die WIMS mit der normalen Materie interagieren würden. Aber vielleicht gibt es eine andere Wahrscheinlichkeit. Möglichkeit, vielleicht interagieren Sie nicht mit der normalen Materie, aber miteinander. Das heißt, man hat 2. Klimaterieteilchen, wie man hier sieht, und die interagieren. Und wir sagen, dass sie sich vielleicht auslöchen, weil sie verschwinden, und dann zu etwas anderem werden. Und dann gibt es Modelle, die sagen, okay, wir haben dieses Modell, wir haben dieses Modell, und dann müssen da am Ende Photon oder Neutrinos produziert werden. Und dieser indirekte Beweis, dieser Beweis durch indirekte Messung, das könnte möglicherweise beobachtet werden von uns. Das Problem mit der indirekten Messung ist, dass die Photone Neutrinos, die produziert werden, nicht notwendigerweise sehr besonders oder einzigartig sind. Was man machen muss, ist, dass man den ganzen Himmel beobachten muss für alle Strahlung, alle Photonen, alle Neutrinos müssen gemessen werden, von allen Wissen, wo sie herkommen. Das heißt, dass nur, wenn man nicht weiß, was die Quelle eines Photons ist, das heißt, dass lange nicht das dunkle Material der die Quelle ist, das könnte auch etwas komplett anderes sein. Also, alle die Quellen zu identifizieren und zu benennen, alles zu klassifizieren, was wir messen, ist eine sehr, sehr große Anstrengung. Ich wollte hier zwei Vorträge von Josmy Ginders am ersten Tag go in deep underground to watch the stars und kosmische Teilchenbeschleuniger und ihre Spuren in der Antarktis von Anis am Tag 3 erwähnen. Da sieht man, wie diese Teilchen gemessen werden könnten, wie sie identifiziert werden könnten und wie wir vorangehen könnten. Aber das ist ein sehr, sehr schwieriges Problem. Okay, unbekannte Teilchen, vielleicht. Wir werden sehen, was da passiert. Aber wir sind schon relativ weit. Okay, wir könnten vielleicht eine ganz andere Richtung angucken, was dunkle Materie ist. Vielleicht sind das keine Teilchen, vielleicht werden wir nie an Teilchen sehen, was nicht in das Standardmodell gehört und für diese dunkle Materie verantwortlich ist. Vielleicht ist unsere Theorie der Gravitation einfach falsch. Vielleicht ist auf sehr großen Skalen, auf dem Skalen von Galaxienhaufen Gravitation, vielleicht funktioniert die auf diesen Skalen einfach anders, als wir glauben. Vielleicht hat der Einstein einfach nicht recht. Um diese Hypothese zu testen, werde ich einen weiteren physikalischen Effekt einführen, den Gravitationslinien-Effekt. Ich habe euch gesagt, dass Materie ohne Energie die Gestalt der Raumzeit verändert. Was heißt, dass, wenn man ein sehr großes, sehr massives Objekt hat, dieses Objekt wird die Raumzeit so verziehen, so krümmen, dass wenn man hier ein massives Objekt hat und von hinten nicht dagegen strahlt, dass Licht drum herum um dieses massive Objekt gebogen oder geleitet werden. Das ist, was man hier sieht. Man sieht eine Fotografie des Galaxienhaufens Abel 2218. Diese Bögen, die man sieht, sind keine Fehler des Fotos oder der Linse. Die kommen daher, dass Licht im Galaxienhaufen gebogen wird. Das heißt, diese Bögen, die man hier sieht, sind Galaxien hinter dem Galaxienhaufen und das Licht ist um den Galaxienhaufen herum gebogen, und dann sieht man diese Bögen da. Und durch Analyse der Form dieser Bögen können wir die Masse des Galaxienhaufens bestimmen. Das heißt, wir haben eine andere Methode, die Masse des Galaxienhaufens zu bestimmen, unabhängig, anders als zusätzlich zu der Geschwindigkeit. Wir erinnern euch an die Geschwindigkeiten und wie wir daraus die Masse berechnet haben. Und jetzt haben wir noch diesen Gravitationssinn-Effekt, aus dem wir die Masse des Galaxienhaufens bestimmen können. Lass uns angucken, was wir dann finden. Das wurde auf dieses Bullet-Cluster angewendet. Das ist ein sehr, sehr massiver Haufen. Und diese Linien sind konstanter Gravitations, sozusagen. Und man sieht, dass es zwei Gravitationszentren gibt. Und was heißt, dass dieses Bullet-Cluster zwei Komponenten hat? Vielleicht waren es zuerst zwei Haufen und die sind dann zusammengekommen. Und dann, wir sehen jetzt diese zwei Gravitationszentren. Und für den Fall, dass Gravitation auf großem Skan anders arbeitet, anders funktioniert, würden wir erwarten, dass alle leuchtende Masse, also alle Masse, die wir erkennen, Atome, Gase, würden auch da sein, weil nur die Stärke sich verändert. Also, wir können auf das Gas in diesem Galaxien-Cluster, in diesem Galaxien-Haufen auch mit einer anderen Technik gucken, nicht nur in dem wir die Masse messen, sondern das Gas, was diese Haufen füllt, die Masse davon, von diesem Gas, ist viel, viel größer als die Masse der Galaxie-Haufen. Also, das ist wirklich der Hauptkomponente der Masse des Haufens. Und die ist sehr, sehr heiß. Und emittiert Rundkonstrahlung. Was heißt, wir können dieses Gas beobachten, indem wir Röntgenstrahlen beobachten. Also, die Masse messen wir mit Gravitationssinsen-Effekt. Wir messen die Röntgenstrahlen und damit sehen wir das Gas. Und wir sehen, dass das Gas nicht da ist, wo das Zentren der Gravitation sind. Wir sehen diese hellen Regionen, diese Regionen, wo Dichter, wo mehr Gas ist, wo es heißer ist. Und das ist nicht da, wo die Zentren sind. Was bedeutet, dass die Gravitation des Gas nicht nur auf anderen Skalen skaliert ist, sondern es gibt auch andere Arten von Gas, andere Arten von Masse. Einmal dieses heiße Gas, was man im Zentrum sieht, was man in der Mitte sieht. Und dann weiter aus muss diese dunkle Materie sein. Und der Grund, warum das Gas und die Materie delokalisiert sind, also nicht an derselben Stelle, ist, dass wir zwei Haufen haben, die sich durcheinander bewegen. Das Gas hat den Druck gefühlt, hat sich aufgeheizt. Und man sieht diese Flügel in die Mitte. Es fließt durcheinander, es ist aufgeheizt. Und es ist langsamer geworden, aber dadurch, dass die dunkle Materie nicht damit interagiert, sind die Dunkle Materien einfach hindurchgegangen, ohne irgendwelche Interaktionen, irgendwelche Beeinflussungen. Und das hat sehr viele Modelle getötet oder ungültig gemacht, dass es angenommen hat, dass es etwas mit der Skala zu tun hat. Also eventuell Modifikation der Gravitation. Es gibt immer noch Modelle, die die andere Gravitationstheorien die Gravitation erklären. Also Alternativen zu der Allgemeinen Relativitätstheorie. Aber eine Beobachtung hat auch sehr viele dieser Modelle obsolet gemacht. Diese Neutronenstern-Beobachtung. Wir haben diese Gravitationswellen beobachter. Wir haben einen Neutronenstern beobachtet, habt ihr vielleicht gehört. Und das war eine sehr wichtige Beobachtung in Astronomie, weil die Neutronenstern, wir Neutrinos, wir Gravitationswellen und wir üblicher Beobachtungsmethoden genutzt wurden. Also viele Variablen, die hier verwendet wurden. Und was wir gesehen haben, ist, dass die Quelle der Gravitationswellen, die uns erreicht haben, dasselbe war wie vom Zentrum des Natronen, des Merchants, des Zusammenkommens des Neutronensterns waren. Und das hat auch viele Modelle ungültig gemacht. Wir wissen jetzt, dass die Lichtgeschwindigkeit dieselbe ist wie die Geschwindigkeit der Gravitation. Das hat auch unser Wissen verbessert über die Gravitation selber. Es ist ein weiterer Grund, also eine weitere Tatsache, welche für die Allgemeine Relativität spricht. Das sind die gebräuchlichsten Modelle oder Ideen, die wir haben, was dunkle Materie ist oder sein könnte. Wir wissen es nicht. Vielleicht ist es das komplett anderes. Aber dies ist sehr schwierig zu detektieren. Es ist etwas, das wir nicht wissen können. Was möchte ich, dass ihr mit Heim nehmt, nach Hause nehmen von diesem Vortrag? Wir haben gesehen, wie das Universum oder unsere Sicht auf das Universum sich entwickelt hat. Speziell im letzten Jahrhundert. Wir wissen heutzutage, dass nur 5% der Energie uns wirklich bekannt ist. Die Atome, die Gase, wie auch selber, es sind nur 5% der Energie, also die Dinge in unserem Universum. Den Rest werden wir wahrscheinlich ziemlich sicher nie sehen. 27% muss etwas sein wie Dunkle Materie. Das können wir im Moment mit verschiedenen Modellen nicht erklären. Vielleicht ist es ein Partikel. Teilchen wissen es nicht. Die größte Menge an Energie ist dieses seltsame Ding namens Dunkle Energie. Das, was macht, dass unser Universum sich schneller ausdehnt. Wahrscheinlich wird das Universum sich so weit ausdehnen, dass das Universum immer kälter und kälter wird. Und das Ende des Universums wird wahrscheinlich der kalte Tod sein. Vielleicht wird es irgendwann unendlich groß. Vielleicht gibt es etwas anderes, das wir noch nicht sehen. Jetzt, wir wissen es nicht. Alles was wir wissen, diese drei Komponenten sind die wichtigsten Komponenten. Und 95% sind wörtlich im Dunkle. Vielen Dank. Danke, danke, danke. Wir haben etwas Zeit für Fragen und Antworten. Gibt es Fragen auf dem Internet? Wenn ihr Fragen hier habt, dann steht auf, geht zu dem Mikrofon. Wir fangen an mit Fragen aus dem Internet. Signalengel, bitte. Was hältst du von der Theorie von höherem Dimensionen? Stringtheorie, P-Brain, etc. Ja, also Stringtheorie hat ein sehr schwieriges... Das tut sich sehr schwer damit, Vorhersagen zu machen, die tatsächlich überprüfbar sind. Und ich denke, dass das zumindest für mich ist, das eine der wichtigsten Dinge, die mit einer Theorie glauben lassen. Weil es ist sehr wichtig, diese Theorien zu entwickeln, weil wir viel von ihnen lernen. Aber zumindest im Moment glaube ich nicht, dass sie für uns viel Relevanz haben. Und die nächste Frage? Gibt es Forschung über die Effekte von Inhumogenitäten, zum Beispiel die Big Voice, dass man beobachten konnte? Welche Effekte? Wo bist du? Das war eine Frage vom Internet, aus dem Internet. Könntest du bitte wiederholen? Gibt es Forschung über Effekte von Inhumogenitäten der sich beschleunigenden Ausdehnung? Ja, es gibt Forschung dazu, wie Inhumogenität, besonders um diese Löcher oder Leere, dass die Beobachtungen verändern. Und es wurde gezeigt, dass die alleine nicht für die Beobachtung, nicht allein diese, können die Beobachtungen erklären. Sieh, du hast das gezeigt, das Baby-Universum ist gezeigt. Das war ganz süß, danke. Gute Frage, habe ich nicht erwähnt, habe ich vergessen. Es ist eine ganze Welt ans Schaum. Das ist wie eine Karte der Erde, aber nach oben projiziert. Wenn man sich die Karte der Erde anguckt, hat man auch so eine. Das ist sozusagen die ganze Karte des Universums. Wie wahrscheinlich oder unwahrscheinlich denkst du, ist es, dass es Fehler in den Messungen gibt. Wie sicher ist es, dass alle Messungen bis jetzt richtig sind? Die Messungen, z.B. die Rotation der Galaxien usw. Heutzutage, in kosmologischen Konferenzen, wird sehr oft der Term Hochpräzisionsmessung verwendet. Die Messungen, die wir machen, sind sehr, sehr genau. Mikrofon 3. Du hast gesagt, dass es... Entschuldigung, ich habe die Frage nicht verstanden. Ich hatte erwähnt, dass es neue Beobachtungen gibt. Ja, es gibt dieses Experiment. Bis zu einem gewissen Punkt wird dieses Experiment uns sagen, ob wir zeitliche Veränderungen haben in der dunklen Energie. Wenn es sehr schwach ist, werden wir es natürlich nicht sehen, aber wir werden es zur nächsten Zeit mehr wissen. Hallo. Du hast gesagt, dass Energieflugtation gemessen wurde in dieser Hintergrundstrahlung und dass das viel kleiner war, als man das erwartet hatte. Es war etwa ein Tausendstel kleiner. Warum war das so ein großer Faktor? Warum war das so viel kleiner als erwartet? Der Grund ist, dass wir nur ein Fünftel der Materie, das möglicherweise für die Flugtation verantwortlich ist, tatsächlich direkt mit den Photonen interagiert. Das heißt, dass die Flugtation, die wir in dem Radition, in dem Strahlungshintergrund sehen, die Flugtation der Materie folgt, aber nur die Flugtation der Materie, mit denen es interagiert und wenn es nur mit einem Teil der Materie interagiert, dann ist die Verstärkung sehr viel kleiner, als wenn es mit jeder Materie interagieren würde. Danke für den Vortrag, es war sehr interessant. Der Bullet Cluster, also es scheint als ob die große, dass die indirekte Methode erwähnt, wie ist das? Die Wahrscheinlichkeit, dass sie interagieren, ist sehr, sehr klein, also wir würden es nicht erkennen und nicht sehen. Also wenn wir diese Ereignisse hätten, wenn diese Haufen durcheinander sich bewegen, es gibt einfach so viel, so wenige, dass wir jetzt nur sehr selten sehen und wir müssen also tatsächlich individuelle Ereignisse messen und dann die Neutrinos und die Photonen und also nur sehr, sehr seltene Ereignisse. Ansonsten würden wir es natürlich sehen, wenn wir sehr stark interagierende, selbst interagierende dunkle Materie hätten, dann würden wir es natürlich sehen. Mikrofon 5, hallo. Dankeschön. Ich frage für einen Kollegen, er hat eine Theorie von großen ursprünglichen Fotoren, welche von Gravitationen gehalten werden. Hast du davon gehört? Wir könnten das wiederholen. Also am Anfang des Universums sollen eine Art von ursprünglichen Photonen generiert worden sein, die aber von der Gravitation wieder angefangen wurden. Schätze, ich habe davon nichts gehört. Vielleicht kannst du später vorbeikommen und wir können auch mal reden. Man findet die Talks auf Quora.com, aber ja. Ich frage euch mal, wie lange ist es, bevor das WIMP-Detektions-Experiment effektiv WIMPs detectieren kann? Und wenn wir diese nicht detectieren können, was wäre denn das Experiment, dass du das WIMP-Detektions-Experiment machen würdest? Also die Frage, wann wir, wir haben das schon entschieden, ich habe euch die Experimente gezeigt, die zur Zeit im Planung sind. Das sind sehr viele politische und technische Entscheidungen. Ich weiß deswegen nicht, wann sie anfangen. Wir versuchen, also ich mache diese Experimente nicht, aber was versucht wird, ist, den Bereich der Gemessenwirt in aller Richtung zu vergrößern. Wenn wir nicht in der Lage sind, diese Art von Teilchen zu messen, dann haben wir tatsächlich ein Problem, weil wir wissen nicht mehr, wonach wir suchen sollen, wenn es ein Teilchen ist. Wenn wir die Interaktion, dann müssen wir tiefer und tiefer und mit höherer Genauigkeit gucken. Was wir zur Zeit machen, ist uns sehr stark Struktur-Bindung anzugucken, weil je nachdem, welches Modell wir haben, könnten die Strukturen in den Städten etwas unterschiedlich sein und kleine Details sich unterscheiden. Wie wenn man ein Modeller nimmt, was unterscheidet sich zwischen den Modellen und können wir das beobachten? Mikrofon Nummer 3, bitte. Dankeschön. Ich habe eine Frage über diese dunkle Energie und die schneierwärmende Ausdehnung. Wir haben Galaxienbeobachter, die sehr weit weg sind. Je weiter weg sie sind, desto weiter sind sie. Wir nehmen an, dass wir in jeder Galaxie ein supermassives schwarzes Loch haben und schwarze Löcher, wir wissen nicht über die. Einer der Effekte ist, dass sie sogar Licht schlucken. Vielleicht ... Also, was ist die Frage? Ich versuche es etwas lange. Also, was wir sehen ist und was wir interpretieren, als eventuell dunkle Energie, was ist nun, dass es eine Missinterpretation wäre und dass einfach ein Effekt wäre, dass die Massen einfach Licht haben und dass es keine Beschleunigung gäbe und dass das, was wir als Doppler-Effekt interpretieren, wenn das etwas, wenn das ein Effekt der Masse auf das Licht wäre. Ich bin mir sehr, sehr sicher, dass das ausgeschlossen wird von den Beobachtungen, die wir machen bei unserer kosmologischen Modelle, die wir entwickelt haben, diese Effekt in Betracht nehmen, wenn es wichtig wäre dass es eine Beschleunigung gibt. Also, das können wir ausschließen. Nummer 4, Entschuldigung für die Unterbruch. Man sagt ihm, also es heißt immer, dass sich das Universum expandiert. Das heißt für mich ja auch, dass mehr Raum generiert wird. Könnte das denn auch heißen, dass die dunkle Materie und Energie genutzt wird, um das Raum zu erstellen? Nein, es gibt dunkle Materie, so was wie negativen Druck hat. Im Gegensatz zu den normalen Teilchen, die einen positiven Druck haben. Und dieser negative Druck führt zu der Ausdehnung. Also, negative Energie ist verantwortlich für die Ausdehnung. Könnte es auch sein, dass wir einfach die Grenzen unserer physikalischen Modelle erkennen und dadurch diese Fragen nicht beantworten können? Dass es zum Beispiel ein ganz anderes physikalisches oder mathematisches Modell gäbe, welche benötigt würden, um diese Fragen zu beantworten? Also, Modelle sind Modelle, weil sie nur Untermengen von dem sind, was wir beschreiben. Wenn wir die Realität genannt werden, dass das Modell nie vollständig die Frage ist, wann widerspricht ein Modell etwas anderem, widerlegt das Standardmodell die Tatsache, dass es andere Teilchen geben könnte. Ich habe ein Problem damit zu sagen, dass es dem widerspricht. Wir wissen, dass es inkomplett ist, weil es gibt Sachen, die wir beobachten, also es ist auf jeden Fall nicht komplett. Und was jetzt also wahrscheinlich oder weniger wahrscheinlich ist, hängt sehr von dem Blickwinkel ab. Ich muss eine Annahme, die wir gemacht haben, nochmal erwähnen, diese Homogenität nicht mehr anzunehmen, dass das Universum homogen ist, oder besser anzunehmen, als dass es keine anderen Teilchen gibt. Es ist sehr schwierig zu entscheiden, welche dieser beiden Sachen eine wahrscheinlichere oder bessere Annahme ist. Aber ich werde das nicht widerspruch nennen und sagen, dass es deswegen alles unverständlich ist. Vielen Dank für Sarah Konrad und damit verabschieden auch wir uns im nächsten Video.