v1.0 Vor knapp 14 Milliarden Jahren existierte das alles noch nicht. Es gab keine Menschen, keine Tiere, keine Pflanzen. Es gab auch keine Steine, denn die Erde war noch nicht entstanden. Noch nicht einmal das Universum war entstanden. Wir beginnen ganz am Anfang. Mit dem Urknall, dem "Big Bang". * "The History of Everything" von Barenaked Ladies * Obwohl die Big Bang-Theorie vieles erklärt, bleiben entscheidende Fragen offen. So zum Beispiel, was das Universum zusammenhält. Denn obwohl das Universum sich immer weiter ausbreitet, bleibt die Struktur der einzelnen Galaxien kompakt. Wie eine Art unsichtbares Gerüst, das sie stabilisiert. Doch woraus besteht dieses Gerüst? Forscherinnen und Forscher vermuten, eine Form von Dunkler Materie, die so ganz anders ist als die, die wir kennen. Nachgewiesen hat sie noch niemand. Man weiß nicht mal genau, aus welchen Teilchen sie besteht. Aber es wird daran geforscht. Die größten Erfolgschancen vermutet man im Fels der Abruzzen, in 1400 Meter Tiefe, mitten in Italien. Denn tief unter dem Gran Sasso-Gebirge liegt eine der größten Forschungsanlagen der Welt. Hier versucht man, die Dunkle Materie aufzuspüren und so einen der Urbausteine des Universums zu finden. Wenn der Forschung hier eine Entdeckung gelänge, könnte man ein ganz neues Kapitel aufschlagen über den Anfang von allem. * Titelmusik * Um 1609 war es der berühmte Naturforscher Galileo Galilei, der als erster mit einem Teleskop in den Himmel schaute. Sein Teleskop hatte eine Auflösung, die dem dieses kleinen Teleskops von heute ähnelte. Doch dieses damals völlig neuartige Hilfsmittel ließ ihn Erstaunliches entdecken. Galilei hat den Mond im Visier. Mit Hilfe des Teleskops kann er das erste Mal Strukturen auf dem Erdtrabanten entdecken. Und was er sieht, zeichnet er. Und es ist erstaunlich, wie nah er damit bereits an die modernen Bilder vom Mond heranreicht. Galileis Beobachtungen stimmen allerdings nicht mit dem damals bestehenden Weltbild überein, das die Kirche seit vielen Jahrhunderten über Himmel und Erde prägte und predigte. In einem Gemälde von Raffael ist dieses Weltbild künstlerisch verarbeitet. Auf der Erde unterliegt alles dem zeitlichen Verfall. Alles ist vergänglich. Im Himmel dagegen, herrschen andere Gesetze. In dieser Welt ist alles perfekt und ewig. Entsprechend Laufen auch die Planeten und der Mond in perfekten, runden Bahnen um die Erde, die nach den damaligen Vorstellungen im Zentrum steht. 1611 reist Galileo Galilei nach Rom. Dort will er seine neuen Beobachtungen bekannt machen. An Orten wie von diesem Hügel, dem Gianicolo, aus, demonstriert der damals bereits anerkannte Gelehrte, welche neuen Einblicke in den Himmel sein Teleskop ermöglicht. Er trifft Adlige, er trifft Kirchenvertreter, die offen sind für die neuen Himmelsbeobachtungen und die staunen über die faszinierenden Einzelheiten, die sich ihnen so offenbaren. Auf Zeichnungen von Galilei erkennt man Mondphasen und deutliche Schattenwürfe von Bergen, Tälern und Kratern. Der Mond ist keine perfekte Kugel, sondern ein Himmelskörper mit rauer, abgenutzter Oberfläche. Dabei sollte im Himmel doch alles makellos sein. Wie man heute nicht vermuten würde, Waren die Kirchenvertreter aufgeschlossen und von Galileis Beobachtungen sogar begeistert. Weitere Entdeckungen führen schließlich aber zum Konflikt. Galilei beobachtet, dass die Venus mal voll und mal als schmale Sichel erscheint. Sie hat Phasen, wird also unterschiedlich von der Sonne beschieden. Das lässt sich nur erklären, wenn die Venus und die anderen Planeten, statt um die Erde, um die Sonne kreisen. Ein Unding für die konservative Kirche. Galileo Galileis Forschungen geraten daraufhin in ihren Fokus. Nach ihrer Lehre muss die Erde im Mittelpunkt stehen. Die Sonne im Zentrum zu verorten, gleicht einer Gotteslästerung. Galileo Galilei wird 1633 vor Gericht gebracht. Es wird gefährlich für ihn, denn vor ihm sind schon andere Gelehrte in Rom auf dem Scheiterhaufen gelandet. Galilei wird angeklagt. In dieser Kirche wird das Urteil verkündet, das Inquisitionsgericht wirft ihm vor, dass er seine Vorstellungen und Beobachtungen nicht als Teil einer hypothetischen Theorie sieht. Stattdessen besteht Galilei darauf, dass seine Aussagen über das, was am Himmel passiert, keine hypothetischen Aussagen sind, sondern überprüfbare Wissenschaft. Letztlich widerruft er einen Teil seiner Thesen, um dem Scheiterhaufen zu entgehen. Und man verurteilt ihn nur zum Hausarrest. Allerdings bis zu seinem Lebensende. Galilei schwört dem Weltbild von der Sonne im Mittelpunkt ab. Doch seine Erkenntnis, dass die Himmelskörper nicht perfekt und unveränderlich sind, bleibt bestehen. Und das wird für die Kirche zum Problem. Im Himmel und auf Erden gelten die gleichen Gesetze. Und damit verliert die Kirche zunehmend ihre Hoheit über den Himmel. Die Konsequenz? Die Interpretationen über die Abläufe im Universum stehen jetzt von nun an allen offen. Unaufhaltsam schreitet die Erforschung des Universums in den folgenden Jahrhunderten voran. In den 1920er Jahren ermöglichen neue Teleskope bahnbrechende Entdeckungen. Es gibt nicht nur die Milchstraße, unsere Galaxie, sondern es muss viele Galaxien geben. Zudem zeichnet sich ab, dass das Universum sich ausdehnt. Das lässt sich gut mithilfe eines Luftballons veranschaulichen. Der Luftballon ist das Universum. Die Wartebäuschen darauf sind die Galaxien. Wenn ich jetzt Luft in den Ballon blase, dann wird der Ballon expandieren. Der Abstand zwischen den Galaxien wird immer größer und größer. Und genau das beobachten wir auch. Das wäre dann die Expansion des Universums. Ja, wenn wir aber jetzt in die andere Richtung denken, wenn das Universum expandiert, dann war es ja gestern kleiner. Wir gehen in der Zeit zurück und das Universum wird wieder kleiner und kleiner und kleiner. Bis es an den Anfang kommt, den Urknall. Der belgische Priester und Astrophysiker Georges Lemaitre kam aufgrund von solchen Überlegungen zum Schluss, dass das Universum in einem kleinsten Punkt seinen Anfang genommen haben muss. Lemaitre präsentierte in den späten 1920er Jahren die These, dass es ein Uratom gegeben haben müsse, aus dem alles entstanden ist. Nach größeren Diskussionen in der Wissenschaftsgemeinschaft waren es letztlich die Beobachtungen von weit entfernten, sich entfernten Galaxien, die seine These so weit stützten, dass die Urknalltheorie geboren war. * Musik * Es war also ein Priester, der als erster eine Erklärung dafür hatte, wie alles im Universum entstanden sein könnte. Nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen kann man sich den Urknall des Universums bildlich so vorstellen. Das Universum begann in einem unglaublich kleinen, unfassbar dichten Punkt und bereits eine millionstel Sekunde später hatte das Universum sich bis auf die Größe des Sonnensystems ausgebreitet. Das Universum expandiert, kühlt sich dabei ab. Die Strahlung ist ganz eng im Kontakt mit allen Teilchen, die entstehen. Bereits nach drei Minuten sind die ersten Atomkerne entstanden, Wasserstoff und Helium. Und nach 380.000 Jahren, hat sich das Universum so weit abgekühlt, dass die Atomkerne die Elektronen einfangen. Und von nun an bilden sich Gaswolken, in den immer dichter werdenden Gaswolken bilden sich Sterne. Und diese Gaswolken mit Sternen, kleine Galaxien, verschmelzen zu großen Galaxien. Und die Galaxien formen immer größere und größere Galaxienhaufen. Und am Ende steht die großräumige Struktur des Kosmos so, wie wir sie heute beobachten. Der Vatikan betreibt selbst schon seit mehr als 400 Jahren Sternbeobachtungen. Ab Mitte der 1930er Jahre öffnet man sich mehr und mehr der Wissenschaft. Der Vatikan gründet sogar eine eigene Akademie der Wissenschaft. Dank der immer größer werdenden Akzeptanz der Urknallhypothese in der größeren wissenschaftlichen Gemeinde, wurde die Kosmologie auf einmal auch für den Vatikan interessant. Denn ein heißer, dichter Anfang, das klingt doch nach, es werde Licht. Und in der Tat, 1951 spricht Papst Pius XII. öffentlich darüber, dass die moderne Astrophysik den christlichen Schöpfungsglauben bestätigt hat. Rund 25 Kilometer von Rom entfernt, liegt der Sommersitz des Papstes. Hier, in Castel Gandolfo, hat auch die vatikanische Sternwarte ihren Hauptsitz. Pater Richard D'Souza, ein promovierter Astrophysiker, ist aktuell ihr Direktor. Die Jesuiten der Sternwarte sind anerkannte Mitglieder der internationalen astronomischen Forschergemeinschaft. Im Fokus, unter anderem die Urknalltheorie. Es gab einen Moment in der Wissenschaftsgeschichte, bei dem Pius XII. mehr über Kosmologie gesagt hat, als man von einem Papst erwarten würde. - Pius XII. war begeistert von Pater Georges Lemaitres Urknalltheorie und der breiten Anerkennung. Der Papst wollte in einer Rede herausstellen, dass die kosmologischen Erkenntnisse deutlich auf die Existenz Gottes hinweisen. In diesem Punkt ist der Papst vielleicht etwas zu weit gegangen. Aber nach Beratungen mit Pater Georges Lemaitre nahm er seine These ein wenig zurück. Er würdigte aber weiterhin die großen Fortschritte der Astronomen und Kosmologen beim Verständnis der Welt. - Aber vom Standpunkt des Papstes aus gesehen, war es doch eine große Chance. - Die Frage nach der Existenz Gottes kann von der Wissenschaft nicht beantwortet werden. Aber worum es der Kirche eigentlich geht, hat Pius XII. damals sehr gut auf den Punkt gebracht. Mit seiner Ansprache zu Georges Lemaitres Arbeit konnte er zeigen, dass Glaube und Wissenschaft Hand in Hand gehen können, und dass sie keine natürlichen Feinde sind. Dass man zugleich ein gläubiger Mensch und ein sehr guter Wissenschaftler sein kann. Menschen sind von Astronomie fasziniert. Die Kirche versteht auf ihre Weise sehr gut, worum es dabei geht. Die Faszination für das Unendliche, für Gott und das menschliche Streben, den Platz im Universum und im Unendlichen zu finden. - Wie bringen Sie diese beiden Seiten des Menschseins zusammen, die wissenschaftliche Seite und den religiösen Glauben? - Für mich sind es beides grundlegende Seiten der menschlichen Existenz. Das lässt sich besonders gut anhand des berühmten Gemäldes von Michelangelo in der Sixtinischen Kapelle veranschaulichen. Viele erkennen darin vor allem Gott, der Adam erschafft. Ich sehe darin vielmehr Adam, der seine Hand nach Gott, nach dem Unendlichen ausstreckt. Und das ist das Wesen der Wissenschaft. Wenn schon alles bewiesen wäre, gäbe es nie die nächste Revolution. Es macht den Menschen aus, seine Wirklichkeit immer weiter verstehen zu wollen. - Vielen Dank. - Gern geschehen. * Musik * Die Vorstellung vom Urknall ist die aktuell gängige Theorie über die Entstehung des Universums. Aber es bleiben Fragen offen. Und je tiefer man hineinschaut, umso mehr Rätsel tauschen auf. Gibt es die Dunkle Materie wirklich? Anfang der 1970er Jahre lieferte die amerikanische Astronomin Vera Rubin handfeste Hinweise auf ihre Existenz. Mithilfe erneut verbesserter Teleskope kann sie immer präzisere Daten von Galaxien außerhalb der Milchstraße sammeln. Viele sind sogenannte Spiralgalaxien, bei denen Objekte, zum Beispiel die Sterne, um ein Zentrum kreisen. In dieser Bewegung ähneln sie unserem Sonnensystem. Hier kreisen nicht Sterne, sondern Planeten um unseren Zentralstern, die Sonne. Dabei bewegen sich die äußeren Planeten langsamer als die inneren. Warum das so ist, lässt sich erklären. Reine Physik. Je weiter außen sich die Umlaufbahn eines Planeten befindet, desto weniger wirkt die Masse vom Zentrum auf ihn ein. Der Planet bewegt sich langsamer, weil die Fliehkraft nach außen und die Anziehung durch die Schwerkraft nach innen im Gleichgewicht sein müssen. Bei den Spiralgalaxien kreisen Objekte ebenfalls um ein Zentrum. Entsprechend sollten sie sich ähnlich wie die Planeten in unserem Sonnensystem verhalten. Von innen nach außen sollte die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen abnehmen. Allerdings zeigen die Messungen, dass sich die Sterne der Galaxie nicht so verhalten, wie man vermutete. Denn die Sterne am äußeren Rand einer Spiralgalaxie bewegen sich mit fast der gleichen Geschwindigkeit, wie die inneren. Die Messungen der "Rotationskurven" zeigen, dass sie sich eigentlich zu schnell drehen. Die Fliehkraft sollte sie aus dem System herausschleudern. Wie lässt sich das Phänomen erklären? Die Schwerkraft muss so stark sein, dass auch die schnelleren, äußeren Objekte in der Galaxie gehalten werden. Das geht nur, wenn es mehr Masse im Inneren gibt. Mehr, als man beobachten kann, unsichtbar. Dunkle Materie, so die Vermutung. Die Dunkle Materie ist was ganz anderes. Sie verschluckt keine Strahlung, sie gibt keine Strahlung ab. Und wir wissen nicht, woraus sie besteht. Aber die Forschung ist sich einig, sie muss im ganz frühen Kosmos entstanden sein. Denn sie bildet das Gerüst, in das die normale Materie, also Protonen, Neutronen, Elektronen, als Gaswolken zusammenfallen, dann Sterne bilden und Galaxien. Das heißt, bei der Erforschung des Universums treffen das Allerkleinste, also die Physik der Elementarteilchen, mit dem Allergrößten, der Geschichte des Kosmos zusammen. Mit anderen Worten, wenn ich jetzt ein solches Rätsel lösen will, dann reicht es nicht aus, einfach nur im Universum weiter zu beobachten, sondern dann möchte ich auch wissen, aus was besteht sie denn nun, die Dunkle Materie? Welche Teilchen sind denn das? Um das herauszufinden, dafür braucht es besondere Bedingungen. Und das führt mich zurück ins Gebirge. 120 Kilometer östlich von Rom liegt das Gran Sasso-Gebirge in den Abruzzen. Die Gipfel ragen bis zu 3500 Metern hoch. Ich bin auf dem Weg zu einem der wichtigsten und größten unterirdischen Laboratorien der Welt, dem Laboratorio Nazionale del Gran Sasso. Und dort geht es nur darum, unbekannte elementare Bausteine des Universums zu entdecken. In die Tiefe gehen, um das Universum zu erforschen, klingt zunächst einmal wie ein Widerspruch, ist aber wahrscheinlich eine unserer größten und vielversprechendsten Chancen, der wahren Natur der Dunklen Materie wirklich näher zu kommen. Neben einem riesigen unterirdischen Labor gehören zu der Forschungseinrichtung in Gran Sasso Büros, Werkstätten und eine Mensa. Karoline Schäffner hat hier über 15 Jahre gelebt und geforscht. Aktuell arbeitet sie als Assistant Professor am neuesten Projekt zur Suche nach Dunkler Materie. Warum hier? Was ist hier so besonders? - Die Erde wird ja permanent bombardiert, mit auch Teilchen aus dem Universum und die prasseln auf die Atmosphäre ein. Und die tatsächlich stören alle sehr stark unsere Messungen. Und um die loszuwerden, benutzen wir den Berg. Und deswegen haben wir eine Art kosmische Ruhe in diesem Berg. Und die hilft uns dann, nach den Teilchen zu suchen, die wir finden möchten, zum Beispiel Dunkle Materie. - Und ungestört heißt, diese Teilchen, die lassen sich von nichts anderem irritieren, die laufen hier einfach durch. - Genau, die fliegen jetzt auch durch mich und dich hier in all Natur durch, es macht keinen Unterschied, ob sie jetzt durch den Berg müssen oder nicht. - Gut 1400 Meter Felsgestein liegt über dem Labor und schirmt es vor den meisten Teilchen aus dem All ab. Die Teilchen bleiben im Gesteinsmassiv stecken. Dunkle Materie interagiert so gut wie nicht mit normaler Materie. Sie kann deshalb alles durchdringen, auch den Felsen. Wie kommt man 1400 Meter in die Tiefe? Kein Aufzug, sondern ganz bequem mit dem Auto. Dieser Tunnel, das ist der Weg zu deinem Arbeitsplatz. - Richtig. Wir fühlen uns sehr privilegiert, dass wir für unser Experiment hier einen Platz bekommen haben. Es ist grundsätzlich sehr komfortabel im Vergleich zu anderen Untergrundlaboren. Man kann eben mit dem Auto reinfahren. - Zehn Kilometer lang ist dieser Autobahntunnel. Er verbindet seit Mitte der 1980er Jahre Rom und die Adriaküste. Ein Forscher aus Italien sah die einmalige Chance, den Tunnelbau zu nutzen, um hier unten eine riesige internationale Forschungsanlage zu bauen. - Hier, Harald, kannst du jetzt sehen, wird die Abfahrt ins Labor angezeigt. - Laboratorio Gran Sasso. - Das ist auch immer sehr lustig, wenn man da abbiegt, dann kriegt man oft Lichthupe, weil die Leute sagen, nein, da sollst du nicht reinfahren. - Die Anlage ist hermetisch abgeriegelt. Hier kommt man nur in Begleitung und erst nach einem ausführlichen Anmeldeverfahren rein. Die unterirdischen Straßen sind so konzipiert, dass hier sogar 40-Tonner-LKWs fahren können, was wichtig für den Lieferverkehr ist. Das ist jetzt... * lacht * Das ist jetzt die Halle B. Das ist eine von insgesamt drei Hallen, die wir hier unten haben. Jede Halle ist circa 100 Meter lang. - Ein Megabau mit eigenem Autobahnanschluss. - Hier wären wir jetzt in Halle A. - Geforscht wird an den elementaren Bausteinen des Universums. Der Schwerpunkt? Die Suche nach Dunkler Materie. Rein rechnerisch muss sie sogar über 80% der Masse an Materie im Universum ausmachen. Nur knapp 20% beträgt die Materie, die wir sehen können. - Genau, ja. - Was würdest du denn sagen, was sind denn eure Erwartungswerte? Auf was guckt ihr genau bei diesen Experimenten? - Wir wollen sozusagen den Steckbrief von den Dunkle Materie-Teilchen vervollständigen, weil eben aus der Kosmologie, wie du gesagt hast, ganz genau, wie viele sind da? Bis auf viele Kommastellen, das ist ja total toll eigentlich. Und die Experimente, die wir hier machen, die nehmen an, okay, ich habe Dunkle Materie-Teilchen, die eine gewisse Art von Wechselwirkung mit unserer normalen Materie haben, mit der ich und du bestehen. Und was wir dann machen, wir sitzen hier im Berg, gut abgeschirmt von der ganzen kosmischen Strahlung und dem Untergrund und hoffen, dass irgendwann ein Ereignis passiert. - Anfang der 2000er-Jahre vermeldet das italienische DAMA/LIBRA-Projekt erste Erfolge im Nachweis Dunkler Materie. Über Jahre hinweg misst man Signale. Eine echte Sensation. Doch die Messwerte wurden nie in unabhängigen Experimenten bestätigt. Das ist aber die Voraussetzung, damit in der Wissenschaft Ergebnisse anerkannt werden. Und genau das ist das Ziel von Karoline Schäffner und ihrem Kollegen Florian Reindl. Mit ihrem Projekt Kosinus, ausgerüstet mit verbesserter Technik, wollen sie die Messung von damals wiederholen. - Jetzt sind wir in der Halle B wieder. Und da hinten, wenn du schaust, guckt schon Kosinus hervor. Genau, mit Kosinus, von der Idee her denkend, haben wir angefangen bereits 2016. - Vor zehn Jahren? - Ja, genau. Da haben der Florian Reindl und ich uns auf einer Konferenz in Finnland getroffen und dann abends an der Bar überlegt, okay, lass uns so einen Detektor bauen. - Eine Schnaps-Idee, oder? - Ja, kann man wohl sagen. Und jetzt tatsächlich sind wir beim letzten Schritt der Inbetriebnahme. Genau, wenn man da hochschaut, da ist sogar der Florian, hi. Genau, dann können wir hochgehen und uns das genau anschauen. - Dann bin ich ja mal gespannt, das ist ja ein Riesending. Wie kommt man denn an der Bar auf die Idee, so ein Experiment zu designen? - Wir wussten, wie so ein Detektor funktioniert und dachten uns, wir wollen uns das DAMA-Experiment mal wirklich überprüfen. - Bei Kosinus kommt das gleiche Detektormaterial zum Einsatz, wie bei DAMA, das Salzkristall Natriumiodid. Würde darauf ein Dunkles Materie-Teilchen treffen, so wird es auf Atomebene zu einer minimalen Reaktion kommen. Bei DAMA suchte man nur nach winzigen Lichtblitzen. Bei dem aktuellen Projekt Kosinus werden zusätzlich auch noch Temperaturänderungen gemessen. Das Messinstrument wird dann aufwendig abgeschirmt und in einem sieben Meter hohen Wassertank eingelassen, um den Detektor noch besser vor Störungen zu Schützen. - Das wäre jetzt so ein Prototyp von unserem Detektor. Wie es funktioniert ist, diesen Kristall kühlen wir zu sehr tiefen Temperaturen ab, dann stehen die Atome, alles steht sehr still. Und wenn dann Dunkle Materie kommt und mit einem Atomkern wechselwirken würde, fängt er leicht an zu schwingen. Kann man sich dann vorstellen als eine Temperaturerhöhung. Diese Wärme wird dann über eine Goldbrücke zu diesem superlighten Film gebracht und der kann ein Millionstel von einem Grad dann messen. - Und das Dunkle Materie-Teilchen soll warum auf den Detektor prallen? - Wir wissen, dass es Dunkle Materie gibt... - Da bin ich dabei, unterschreibe ich. - Sehr gut. Es sollte es ja auch in der Milchstraße geben, also auch hier. Das heißt, der Fluss an Dunkler Materie ist tatsächlich groß. Das Problem ist nur, dass die Wechselwirkung sehr unwahrscheinlich ist. Diese Teilchen sind sehr scheu, wenn man so will. Aber ab und zu könnte es ja eine Wechselwirkung mit so einem Atomkern geben und dann wird das genau so eine Temperaturerhöhung in unserem Kristall. - Die Anlage soll bald, noch 2026, in Betrieb gehen. Die doppelten Messungen, Lichtblitz und winzige Temperaturerhöhung steigern die Chance, Interaktion mit der Dunklen Materie nachzuweisen. Ein weiterer wichtiger Beleg für den Erfolg zeigt sich erst im Jahresverlauf, denn die Menge der Dunklen Materie, die auf die Erde trifft, schwankt. Die Milchstraße soll von einer Art Nebel aus Dunkler Materie eingehüllt sein, der sich wie alle Objekte um das Zentrum dreht. Die Erde dreht sich um die Sonne und damit auch durch den Nebel. Das gleicht einer Autofahrt im Regen. Sind wir mit Gegenwind unterwegs, rasseln mehr Regentropfen auf die Windschutzscheibe, als wenn wir mit Rückenwind fahren. Übertragen auf die Messungen, im Juni müsste mehr Dunkle Materie ankommen als im Dezember. Es ist ja irgendwie schon fast ganz einfach. Wenn was passiert, dann muss man einfach nur empfindlich genug dafür sein, egal wie selten es ist, um es dann auch zu erwischen. - Wenn wir es bestätigen, dann wäre es eine Sensation, weil wir was ganz neues gefunden haben. Wenn wir es falsifizieren oder nicht bestätigen können, dann ist das Rennen wieder offen und wir müssen weiterschauen mit unserem Experiment und mit allen anderen, die es hier so gibt. - Es hat was vom Gerichtshof der Naturgesetze. Vielen, vielen Dank. Forschung ist eine Art Herantasten. Mit jedem Schritt gewinnt man neue Erfahrungen und den Ansporn, weiterzumachen und weiterzudenken. Nur so kann man eines der größten und letzten Rätsel der Physik lösen. Und was wäre, wenn die Dunkle Materie entdeckt würde? Das wäre eine Sensation, denn wer die Dunkle Materie entdeckt, kann den Anfang von allem erklären. Bei der Jagd auf die Dunkle Materie gibt es starke Konkurrenz in direkter Nachbarschaft. Ein Projekt, an dem zwölf Nationen zusammenarbeiten, XENONnT. Seit gut 20 Jahren schon bewegen sich die Forschenden an der Grenze des Machbaren. Als Detektormaterial verwenden sie das seltene und teure Edelgas Xenon. Von anfangs 15 Kilogramm wurde es inzwischen auf über acht Tonnen Xenon gesteigert. Es befindet sich in einer Kapsel, umhüllt von einem riesigen Wassertank. Im Vergleich zum Kosinus-Projekt ist hier alles nochmal viel größer und aufwendiger. Insgesamt mehr als 850 Sensoren überwachen jede kleinste Aktivität in dem nahezu perfekt reinen und von außen ungestörten Xenon. Professor Manfred Lindner war über Jahre neben der Gründerin Elena Aprile Sprecher des XENONnT-Projekts. - Wir haben in den letzten zehn Jahren etwa die Sensitivität um Faktor eine Million gesteigert. - Das heißt, das ist eines der empfindlichsten Experimente, die man bei der Suche nach Dunkler Materie überhaupt machen kann? - Das ist zur Zeit eines der führenden Experimente, ja. - Warum Xenon? - In dem Bild von Billard-Kugeln, hab ich den größten Effekt, wenn die einlaufende Kugel und die gestoßene Kugel etwa gleich schwer sind. Nach der Theorie sollten diese Dunklen Materie-Teilchen ca. 100 Protonmassen schwer sein. Deswegen ist ein Atom, was etwa diese Masse hat, sehr gut geeignet. - Die Daten der hochsensiblen Fotosensoren im Xenon-Tank liefern riesige Mengen an Informationen. Diese werden kontinuierlich von mindestens zwei Personen überwacht und ausgewertet. Im Hintergrund steht ständig ein Experten-Team bereit, um schnell reagieren zu können, sollte etwas gefunden werden oder Fehler auftreten. In dem Experiment sucht man gezielt nach Dunklen Materie-Teilchen, die in ihrer Größe ungefähr den Xenon-Atomkernen entsprechen. In der Theorie ist diese Teilchengröße am wahrscheinlichsten und damit die Chance, etwas zu finden, am größten. Trotz aller Bemühungen blieb der Erfolg allerdings bis heute aus. Wisst ihr denn genau, was ihr finden werdet oder ist das sozusagen, wie heißt es so schön, ergebnisoffen? - Es ist ergebnisoffen. Wir segeln in Neuland, um ökologisch zu reden. Und was wir finden, wir können das finden, was die Theorie vorhersagt. Wir segeln nach Indien. Wir können was anderes finden, in Südamerika oder auch gar nichts. Und Dunkle Materie ist ja kein kleines Thema. Es ist ja wirklich auch ein Thema, was unsere Menschheit wieder verändern würde. Und das zu finden, zu beweisen, ist ein erheblicher Schritt. - Was würde es denn bedeuten, wenn ihr auch in zehn Jahren oder bei der nächsten Verbesserung der Empfindlichkeit des Experiments nichts findet? - Wenn man da nichts findet, da ist man gezwungen, etwas anders zu denken. - Grundlagenforschung auf höchstem Niveau und trotzdem ist es fraglich, ob man je Erfolg haben wird. 18 Forschungsprojekte laufen aktuell oder sind in Planung im Laboratori Nazionale del Gran Sasso. Und bei jedem ist die Hoffnung groß, den entscheidenden Durchbruch zu erzielen. Diese Art von Forschung kostet Geld, Grundlagenforschung. Wird ja auch immer wieder gefragt, lohnt sich das? - Definitiv. Viele Kollegen arbeiten mit Spin-Offs, also konkreten Produkten. Wir kennen sie alle, Internet, Ceranfeld usw. Noch wichtiger, ist für mich, dass langfristig, wenn wir irgendwann zurückblicken auf diese Zeit, wir die Frage beantworten, was haben wir in dieser Zeit zu unserem Verständnis des Universums, des Menschseins beigetragen? Wenn wir zurückschauen auf die Ägypter oder Griechen in antiken Zeiten, sehen wir vor allem diese Leistungen des Verständnisses des Menschseins, der Platz des Menschen im Universum, was bleibt. - Ich drücke euch die Daumen, vielen, vielen, vielen Dank für das großartige Gespräch. - Danke, ich hoffe, dass wir was finden und irgendwann, dass wir zusammen feiern können. - Großartig, danke. * Musik * Die Astronomie weiß, dass sie existieren muss, die Dunkle Materie. Die Teilchenphysik hat Vermutungen, welche Teilchen die wahrscheinlichsten sein können. Aus diesen wahrscheinlichsten Vermutungen werden Suchexperimente, ja förmlich Suchexpeditionen. Aber gefunden hat man noch nix. Vielleicht fehlt uns einfach noch die richtige Idee oder ein Instrument, um das Rätsel endlich zu lösen. Aber ich garantiere Ihnen, wenn wir dieses Rätsel gelöst haben, geht eine Tür auf in einen neuen Forschungsraum mit neuen, ungelösten Rätseln. Denn dieses Universum, das einen Anfang hatte, es gab einen Tag ohne gestern, ist vielleicht ein unlösbares Mysterium voller lösbarer Rätsel.