Bekannte und theoretisch angenommene physikalische Eigenschaften von Dunkler Energie und Dunkler Materie nach dem Stand der modernen Kosmologie und Physik:
Dunkle Energie ist eine hypothetische Form von Energie, die für die beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich gemacht wird. Ihre Eigenschaften sind grösstenteils theoretisch.
| Eigenschaft | Beschreibung |
|---|---|
| Verteilung | Homogen und isotrop im Raum verteilt (gleichmässig überall vorhanden) |
| Druck | Negativer Druck (erklärt die beschleunigte Expansion des Universums) |
| Dichte | Sehr geringe Energiedichte ($10^{-29} \, \text{g/cm}^3$), aber konstant |
| Wechselwirkungen | Keine bekannten Wechselwirkungen mit Materie ausser über Gravitation |
| Teilchenmodell | Kein Nachweis für Teilchen - evtl. ein Feld (z.B. kosmologische Konstante) |
| Gravitative Wirkung | Wirkt „abstossend“ durch negativen Druck |
| Äquation of State (w) | $w \approx -1$ (Verhältnis von Druck zu Energiedichte) |
| Entdeckung | Indirekt 1998 durch Supernova-Beobachtungen |
| Ort im Universum | Füllt den gesamten Raum gleichmässig aus |
| Zeitentwicklung | Dichte bleibt konstant oder verändert sich nur sehr langsam |
Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, die durch ihre gravitative Wirkung auf sichtbare Materie, Strahlung und die grossräumige Struktur des Universums postuliert wurde.
| Eigenschaft | Beschreibung |
|---|---|
| Verteilung | In Halos um Galaxien konzentriert, nicht homogen verteilt |
| Druck | Vernachlässigbar - „kalt“ (nicht relativistisch) |
| Dichte | Etwa 5-mal so häufig wie sichtbare Materie |
| Wechselwirkungen | Nur über Gravitation - keine elektromagnetischen oder starken WW nachweisbar |
| Teilchenmodell | Kandidaten wie WIMPs, Axionen, Sterile Neutrinos (alle hypothetisch) |
| Gravitative Wirkung | Anziehend - hält Galaxien und Galaxienhaufen zusammen |
| Temperatur | Kalt (Cold Dark Matter, $CDM$) - geringe Geschwindigkeit |
| Nachweis | Indirekt über Galaxienrotation, Gravitationslinsen, CMB, Strukturbildung |
| Ort im Universum | In Strukturen konzentriert - Galaxien, Haufen |
| Zeitentwicklung | Dichte nimmt mit Expansion des Universums ab |
| Aspekt | Dunkle Materie | Dunkle Energie |
|---|---|---|
| Gravitation | Anziehend | Abstossend (beschleunigt Expansion) |
| Verteilung | Lokal konzentriert (Halos) | Homogen überall |
| Wechselwirkungen | Nur Gravitation | Nur Gravitation |
| Physikalisches Modell | Teilchen-basiert (hypothetisch) | Feld oder Konstante |
| Nachweisbarkeit | Indirekt über Gravitationseffekte | Indirekt über Expansion |
| Kosmologischer Anteil | 27 % der Energiedichte des Universums | 68 % der Energiedichte des Universums |