Nachdem sich in den letzten Jahren unter Physikern immer mehr die Überzeugung durchgesetzt hat, dass Neutrinos eine Masse haben, geben Astronomen jetzt als Obergrenze für die Neutrinomasse ein Milliardstel der Masse eines Wasserstoffatoms an. Auf der diesjährigen Tagung der Royal Astronomical Society in Bristol stellten Forscher der Universität Cambridge das Ergebnis einer Auswertung der Verteilung von 220.000 Galaxien vor.
Wenn Neutrinos eine Masse haben, dann haben sie im Universum die Bildung der kleinen Masseklumpen beeinflusst, aus denen sich später die Galaxien bildeten. Auf der anderen Seite bewegen sich Neutrinos aufgrund ihrer ? wenn vorhandenen ? dann sehr geringen Masse beinahe mit Lichtgeschwindigkeit. Dieser Effekt wirkt der Bildung von Masseklumpen entgegen und sorgt eher für eine gleichmäßige Verteilung der Materie im Universum. Deshalb ist es möglich, aus der Verteilung der Galaxien im Universum Rückschlüsse auf die Größe der Neutrinomasse zu ziehen.
Ofer Lahav und Oystein Elgaroy haben theoretische Berechnungen zur Verteilung der Galaxien in Abhängigkeit von der Neutrinomasse mit den Ergebnissen der so genannten 2dFGRS-Vermessung am Anglo-Australian Observatory im australischen New South Wales verglichen. Die Forscher der 2dFGRS-Gruppe haben mit 220.000 Galaxien den bisher größten Katalog mit Daten zur dreidimensionalen Verteilung von Galaxien im Raum zusammengetragen.
Zwei Schlüsse konnten Lahav und Elgaroy ziehen: Die Neutrinomasse beträgt höchstens den Milliardstel Teil der Masse eines Wasserstoffatoms und Neutrinos tragen zu höchstens 20 Prozent zur dunklen Materie im Universum bei. “Dunkle Materie” ist die bisher unentdeckte Materie, auf deren Existenz die Astronomen aufgrund ihrer Schwerkraftwirkung schließen.
“Unser Resultat widerspricht nicht den neueren Ergebnissen der Experimente der Teilchenphysik”, sagt Elgaroy. Teilchenphysiker hatten eine Neutrinomasse von etwas weniger als einem Milliardstel Teil der Masse des Wasserstoffatoms gefunden. “Wenn in den kommenden Jahren die Vermessungen einiger Millionen Galaxien abgeschlossen sein werden, werden wir die Neutrinomasse in engeren Grenzen bestimmen können”, so Elgaroy weiter.
Und Lahav fügt hinzu: “Die neuen kosmologischen Daten dokumentieren, dass das Universum ein mysteriöser dunkler Ort ist. Es besteht offenbar aus vier Dingen, von denen drei ziemlich exotisch sind: aus gewöhnlicher Materie, aus Neutrinos, aus anderen Arten dunkler Materie und aus dunkler Energie, die Einstein ursprünglich in Form der kosmologischen Konstante eingeführt hatte.”
Axel Tillemans
