Zunächst möchte ich mit ein paar Ideen beginnen:
- Baryonische Materie : Baryonen sind Elementarteilchen aus 3 Quarks. Dies schließt Protonen und Neutronen ein, und der Begriff baryonische Materie bezieht sich auf Materie, die aus Baryonen wie Atomen besteht. Beispiele für nicht-baryonische Substanzen sind Neutrinos, freie Elektronen und andere exotische Substanzen.
- Dinge wie Planeten, Sterne, Staub usw. bestehen alle aus Atomen und werden daher als baryonische Materie klassifiziert.
Woher wissen wir, dass dunkle Materie im Universum vorhanden ist?
Astronomen messen die Anziehungskraft von Galaxien und Galaxiengruppen / -haufen basierend auf dem Verhalten von Objekten bei der Interaktion mit diesen Objekten. Einige Beispiele hierfür sind das Entfernen von Gezeitengas / Staub, die Umlaufbahn von Sternen in einer Galaxie und die Gravitationslinse von entferntem Licht aus einem großen Haufen. Damit bestimmen sie die Masse der Galaxie (oder Galaxiengruppe). Wir können die Masse einer Galaxie oder Gruppe auch bestimmen, indem wir sie betrachten und die Masse aller Objekte (wie Sterne, Staub, Gas, Schwarze Löcher und andere baryonische Materie) aufsummieren. Diese beiden Methoden geben uns zwar Näherungswerte, es ist jedoch klar, dass die Gravitationsmasse von Galaxien und Gruppen die baryonische Masse um den Faktor 10-100 übersteigt.
Als Astrophysiker dieses Phänomen zum ersten Mal entdeckten, mussten sie eine plausible Erklärung finden, und sie schlugen vor, dass es eine neue, unsichtbare Materie gibt, die als dunkle Materie bezeichnet wird. (Übrigens: Einige Astrophysiker haben auch andere Erklärungen wie die modifizierte Schwerkraft geliefert, aber bisher kann die Dunkle Materie die Beobachtungen am besten erklären.)
Okay, woher wissen wir, dass dunkle Materie keine baryonische Materie ist?
Es gibt einige Gründe, warum Astrophysiker wissen, dass es äußerst unwahrscheinlich ist, dass dunkle Materie baryonisch ist. Erstens, wenn alle Sterne in einer Galaxie auf ein Objekt strahlen, das sie erhitzt, verursacht diese Wärme die Freisetzung von Strahlung, die als Wärmestrahlung bezeichnet wird , und jedes (baryonische) Objekt über null Kelvin (oder -273,14 Grad Celsius) sendet diese Strahlung aus. Dunkle Materie sendet jedoch überhaupt keine Strahlung aus (daher der Name dunkel!)
Wenn dunkle Materie baryonisch wäre, würde dies auch bedeuten, dass sie Licht emittieren könnte. Wenn wir einen Klumpen baryonischer Materie * in den Weltraum bringen würden, würde sich diese durch die Gravitation zusammenziehen und schließlich einen Stern oder ein Schwarzes Loch bilden ** - beides könnten wir sehen.
Also, aus diesen Gründen die Dunkele Materie in Galaxien und Galaxiengruppen / Cluster nicht kann baryonische sein, und so kann nicht Planet sein, tote Sterne, Asteroiden, usw. Es wäre auf jeden Fall nicht Planeten sein , da es keine Möglichkeit 10-100 mal die Masse der Sterne in einer Galaxie wären Planeten, da der Mechanismus zur Herstellung von Planeten von Supernovae abhängt und die Anzahl der Supernovae, die für die vielen Planeten benötigt werden, viel zu hoch wäre, um unsere Beobachtungen zu erfüllen. Ich hoffe, dass dies Ihre Frage beantwortet hat!
* vorausgesetzt, der Klumpen an baryonischer Materie war groß und die Menge, die es in Galaxien gibt, ist definitiv!
** Wir beobachten Schwarze Löcher nicht direkt, können aber Strahlung von ihren Akkretionsscheiben sehen.