Die Verteilung der rätselhaften dunklen Materie, an der sich Astronomen seit einigen Jahren die Zähne ausbeißen, gehorcht der Fokker-Planck-Gleichung. Zu diesem Ergebnis kommen amerikanische Forscher in einem Artikel im Fachblatt Physical Review D. Die Gleichung wird auch benutzt, um den Aktienmarkt zu modellieren.
Das Universum besteht nur zu einem geringen Teil aus gewöhnlicher, sichtbarer Materie. Astronomen gehen mittlerweile davon aus, dass Sterne nur etwa ein Prozent der Materie im Universum ausmachen. 27 Prozent des Universums besteht aus der exotischen dunklen Materie. Möglicherweise sind das merkwürdige Teilchen mit Namen wie Neutrilinos oder Axionen, die nur der Gravitationskraft und nicht der elektromagnetischen Kraft gehorchen. 69 Prozent machen die noch exotischere dunkle Energie aus und vielleicht drei Prozent gewöhnliche, aber unsichtbare Materie wie etwa ausgebrannten Sternen.
Jüngste Forschungsergebnisse haben gezeigt, dass die dunkle Materie sich genau da konzentriert, wo auch die sichtbare Materie zusammenklumpt. Wie ein unsichtbares Geisteruniversum umhüllt die dunkle Materie Galaxien und Sternhaufen. “Diese dunkle Welt hat ein eigenes, dynamisches Leben”, sagt die Astrophysikerin Chung-Pei Ma von der University of California in Berkeley. Bisherige Simulationen der Verteilung der dunklen Materie widersprechen aber zum Teil den Beobachtungen. So soll die Milchstraße Simulationen zufolge von einigen tausend Klumpen dunkler Materie umgeben sein. Tatsächlich gibt es aber nur Anzeichen für ein gutes Dutzend Begleiter.
Ma und ihr Kollege Edmund Bertschinger vom Massachusetts Institute of Technology belegen jetzt, dass sich dunkle Materie genauso verhält wie Staubkörner in der Luft oder Pollen im Wasser. Diese Brownsche Molekularbewegung wird von einer stochastischen Gleichung, der Fokker-Planck-Gleichung, beschrieben, die Ma und Berschinger jetzt auf die dunkle Materie anwenden. “Uns ist es egal, wo die Klumpen genau sind, sondern es interessiert uns vielmehr, wie sie sich statistisch im System verteilen,” so die beiden Forscher. Damit hoffen sie, realistischere Modelle von der dunklen Materie zu entwickeln.
Ute Kehse
