Modern Cosmology and the Dark Matter Problem

Von D. W. Sciama.
Cambridge University Press, Cambridge 1993. XV + 216 S., Softcover,.
ISBN 0-521-43848-9

Dieser schmale Band ist der zusammenhängenden Darstellung einer Theorie des Autors gewidmet, derzufolge die dunkle Materie des Universums aus Neutrinos mit einer Masse von rund 30 eV besteht, die mit einer Lebensdauer von 2 - 3 × 1023s radiativ zerfallen (n® n"+g, masseloses Tochterneutrino). Eine solch relativ kurze Lebensdauer kann im Rahmen des Standardmodells der Teilchenphysik nicht realisiert werden, steht aber nicht im Widerspruch zu irgendwelchen Beobachtungen oder Experimenten. Neutrinos als dunkle Materie stehen zwar im Widerspruch zu gängigen Vorstellungen der kosmischen Strukturbildung, die aber vielleicht nicht als endgültig angesehen werden müssen.

Das Alter des Universums beträgt rund 3 × 1017s, so daß bisher nur ein geringer Anteil der Neutrinos zerfallen wäre; sie würden eine kontinuierliche, diffus verteilte Quelle ultravioletter Strahlung der Energie 15 eV darstellen. Der beobachtete Ionisierungsgrad des interstellaren und intergalaktischen Mediums und seine räumliche Verteilung können nach Sciamas Meinung nicht durch konventionelle Quellen (etwa O-Sterne) erklärt werden. Der Autor versteht es, eine Vielzahl von ,,Ionisierungsproblemen" im Rahmen seiner Theorie zu einem konsistenten und ansprechenden Gesamtbild zu verweben.

Ein Test dieser Theorie besteht darin, nach einer 15 eV-UV-Linie in entfernten Quellen zu suchen, etwa Galaxienhaufen, die große Mengen dunkler Materie enthalten. Die Nichtbeobachtung einer solchen Linie in dem Galaxienhaufen A665 schließt Sciamas Theorie formal bereits aus, es sei denn, die dunkle Materie dieses Haufens bestünde weitgehend aus baryonischer Materie anstatt aus Neutrinos. Ein endgültiger Test wird in einem zukünftigen Satellitenexperiment bestehen, das die UV-Linie der in unmittelbarer Erdnähe zerfallenden Neutrinos ,,sehen" müßte, falls die galaktische dunkle Materie aus Neutrinos besteht. Auch wenn man Sciamas Theorie skeptisch gegenübersteht, so hat sein Buch doch den großen Wert, die wesentlichen Aspekte moderner Kosmologie in gut lesbarer Form auf engem Raum zusammenzufassen. Es kann gute Dienste als kompakter Einführungstext leisten.

G. Raffelt, München

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