Zusammenfassung von Dunkle Materie und Dinosaurier

Seit Zwickys Beobachtungen haben sich unzählige Wissenschaftler der Erforschung dieses geheimnisvollen Stoffes gewidmet. Besonders wichtige Informationen erhielten diese Wissenschaftler vor allem aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung. Bei diesem Wortungetüm handelt es sich um eine Strahlung, die aus der Zeit stammt, in der unser Universum entstand.

Anhand der vorhandenen Strahlung konnten die Wissenschaftler bestimmen, wie viel Strahlung, Materie und Energie es in den Entstehungsjahren des Universums gab. Ihre Ergebnisse deckten sich mit Zwickys Vermutung. Sie kamen zu dem Schluss, dass es einen bedeutenden Anteil von Dunkler Materie im Universum gibt, der insgesamt fünfmal so viel Energie enthält wie die normale, sichtbare Materie.

Die erste Zeit nach der Entstehung unseres Sonnensystems war sehr turbulent. Nachdem sich die Planeten und ihre Monde gebildet hatten, flog immer noch eine Menge Materie ohne feste Umlaufbahn herum. Das führte dazu, dass die Planeten und Monde von zahlreichen Meteoriten getroffen wurden. Die Spuren der Einschläge können wir alle jede Nacht mit bloßem Auge beobachten, denn die Krater auf dem Mond stammen aus dieser Zeit.

Meteoriten sind jede Art von Materie, die von außen in unsere Atmosphäre eindringt. Das können Meteore, Asteroiden oder kleinere Brocken sein. Während der Entstehung des Sonnensystems formten sich Milliarden von Gesteinsbrocken, die sich vor allem im Gravitationsfeld zwischen Mars und Jupiter, aber auch in anderen Regionen des Sonnensystems ansammelten.

Im Gegensatz zu den Meteoriteneinschlägen in den beiden Bombardierungsphasen sind die Trümmer, die heute noch in die Erdatmosphäre eintreten, vollkommen harmlos. Jeden Tag verbrennen ca. 50 Tonnen Materie in Form von Millionen von kleinen Meteoriten in unserer Atmosphäre. In einer klaren Nacht auf dem Land hat jeder von uns schon einmal eine Sternschnuppe gesehen – die Spur eines Meteoriten, der am Nachthimmel verbrennt.

Sternschnuppen, die von Meteoriten herrühren, sind allerdings etwas ganz anderes als Kometen, mit denen sie oft verwechselt werden. Kometen sind sehr selten und sie haben einen langen, hell glühenden Schweif. Sie kommen aus einer Gegend unseres Sonnensystems, wo es eiskalt ist – nämlich der Gegend hinter dem Jupiter. Deshalb bestehen sie hauptsächlich aus Eis. Wenn seine Umlaufbahn nun einen Kometen näher an die Sonne heranführt, wird aus dem Eis im luftleeren Raum Gas. Und so entsteht der Schweif der Kometen.

Es ist schwierig, wissenschaftlich zu erforschen, welche Rolle genau die Meteoriten bei der Entstehung des Lebens auf der Erde hatten. Viel mehr ist hingegen darüber bekannt, wie zerstörerisch sie bei späteren Einschlägen gewirkt haben.

Meteoriteneinschläge sind heute sehr selten. Der letzte größere Meteorit trat 1908 über Russland in die Atmosphäre ein und zeigte der Menschheit deutlich, welche zerstörerische Kraft so ein Einschlag entfalten kann. Dieser Meteorit hatte einen Durchmesser von etwa 50 Metern und explodierte, bevor er die Erdoberfläche erreichte. Bei der Explosion setzte er die Kraft einer 10 bis 15 Megatonnen-Bombe frei – das ist 1.000-mal so viel wie die Atombombe, die Hiroshima verwüstete.

Meteoriteneinschläge haben immer wieder dazu geführt, dass zahlreiche Tierarten ausgestorben sind und ganze Kontinente zerstört wurden. Das bekannteste dieser Ereignisse war der Einschlag, der zum Aussterben der Dinosaurier führte – doch das war nur das fünfte große Massensterben, das von einem Meteoriten ausgelöst wurde.

Die ersten beiden Massensterben fanden vor ca. 440 und 380 Millionen Jahren statt und beendeten jeweils das Ordovizium-Zeitalter und das Devon-Zeitalter. Das größte Massensterben jedoch war das dritte: Als ein Meteoriteneinschlag vor 250 Millionen Jahren das Perm-Zeitalter beendete, wurden fast 90% aller Arten auf dem Planeten ausgelöscht. Bei diesem Ereignis wären sogar beinahe die Insekten ausgestorben. Und auch das vierte große Ereignis war nicht harmlos: Vor ca. 200 Millionen Jahren endete das Trias-Zeitalter mit einem Paukenschlag, der 75% aller Spezies in den Tod riss.

Was genau passierte damals, als dieser riesige Meteorit auf der Erde aufschlug? Der Brocken hatte eine Geschwindigkeit von mindestens 20 Kilometern pro Sekunde und brachte eine Sprengkraft wie 100 Billionen Tonnen TNT mit sich. Das ist so viel wie eine Milliarde Mal die Bombe von Hiroshima.

Der Einschlag löste tödliche Stürme und Tsunamis sowie ein weltweites Erdbeben aus. Milliarden Tonnen an Materie wurden in die Atmosphäre katapultiert. Der Himmel verdunkelte sich, sodass dadurch die Hitze, die beim Aufprall entstanden war, nicht nach oben entweichen konnte. Die Erdoberfläche wurde kochend heiß. Auch davon erzählen die Bodenproben vom Ende der Kreidezeit eine Geschichte: Sie belegen, dass damals 50% aller Tiere und Pflanzen einfach verbrannten oder verglühten.

Aus den Iridium-Werten in den Bodenproben hatte Alvarez geschlossen, dass der Meteorit einen Durchmesser von 10 bis 15 Kilometern hatte. Daraus ergab sich, dass sein Krater einen Durchmesser von ca. 200 Kilometern haben müsste.

Vor allem zwei Entdeckungen führten dazu, dass der richtige Krater nach Jahren der Suche endlich identifiziert werden konnte. Zunächst bemerkten Geologen, die für die mexikanische Ölfirma Permex arbeiteten, in den 70er-Jahren merkwürdige magnetische Störungen an der Küste der Yucatan-Halbinsel im Golf von Mexiko. Sie maßen genauer nach und stellten fest, dass es sich dabei um eine kreisförmige Region mit einem Durchmesser von 180 Kilometern handelte.

Chicxulub ist natürlich nicht der einzige Krater, den Wissenschaftler auf der Erde entdeckt haben. Es sind sogar so viele, dass sie langsam erkennen können, dass es eine gewisse Regelmäßigkeit darin gibt, wann die Erde von Meteoriten getroffen wird.

Mehrere Forschungsteams entdeckten, dass es ca. alle 30 bis 35 Millionen Jahre zu einem größeren Einschlag mit einem darauffolgenden Massensterben kommt. Das belegten erstmals 1977 die beiden Geologen Michael Arthur und Alfred Fischer von der Princeton University. Sie fanden heraus, dass Fossilien zeigen, dass das Leben auf der Erde ca. alle 32 Millionen Jahre ab- und dann wieder zunahm. 1984 kamen Forscher der Universität Chicago zu einem ähnlichen Schluss. Sie legten den Zeitraum dieser Ereignisse auf 27 bis 35 Millionen Jahre fest.

Es gibt verschiedene Theorien darüber, warum die Kometen aus der Oortschen Wolke so regelmäßig auftauchen. Eine der plausibelsten Theorien hängt damit zusammen, wie sich unser Sonnensystem durch die Galaxie bewegt.

Das Sonnensystem kreist um das Zentrum der Milchstraße. Eine Umdrehung dauert dabei ca. 240 Millionen Jahre. Auf dieser Reise gibt es eine Art Gezeiteneffekt durch die Anziehungskraft der Milchstraße. Genau wie die Position des Mondes dazu führt, dass unsere Ozeane Ebbe und Flut erleben, zieht auch die Milchstraße ein wenig an allen Planeten und anderen Objekten im All.

Hiermit sind wir nun bei der zentralen Hypothese von Dunkle Materie und Dinosaurier angekommen. Lisa Randall vermutet, dass es auf dieser mittleren Ebene der Galaxie-Rotation besonders viel Dunkle Materie gibt.

Dabei ist es durchaus vorstellbar, dass verschiedene Arten von Dunkler Materie existieren. Auch bei der bekannten Materie unterscheiden wir verschiedene Partikel wie Quarks oder Neutrinos, also könnte das bei der Dunklen Materie ähnlich sein. Randall geht davon aus, dass es eine Art selbstinteragierender Dunkler Materie gibt. Diese Materie wird von sich selbst angezogen, klumpt daher zusammen und erzeugt so eine höhere Dichte.

Die Kernaussage dieses Buches ist:

Dunkle Materie ist schwer nachzuweisen, dennoch macht sie einen Großteil der Masse des Universums aus. Es ist möglich, dass eine Scheibe aus Dunkler Materie in der Mitte unserer Galaxie dazu führt, dass ca. alle 30 Millionen Jahre vermehrt Meteoriten auf der Erde einschlagen.