Forscher der Universität York haben ein revolutionäres theoretisches Konzept entwickelt, das die Erforschung der Dunklen Materie grundlegend verändern könnte. Diese geheimnisvolle Substanz dominiert die Materiebilanz des Universums. Bislang galt die Dunkle Materie als gänzlich unsichtbar, da sie Licht weder absorbiert, emittiert noch reflektiert. Ihre Existenz manifestiert sich traditionell ausschließlich über ihre gravitative Wirkung auf Galaxien und kosmische Strukturen.
Die neue Studie, deren Ergebnisse in der Fachzeitschrift Physics Letters B veröffentlicht wurden, stellt die Hypothese auf, dass Licht, welches Regionen hoher Konzentration Dunkler Materie durchquert, eine minimale spektrale Verschiebung erfährt – entweder eine leichte Rot- oder Blauverschiebung. Die beteiligten Wissenschaftler, darunter Dr. Mikhail Bashkanov, erklären diesen Effekt als indirekte Beeinflussung. Sie ziehen dabei die Analogie der „Regel der sechs Händedrücke“ heran, um das potenzielle Netzwerk von Interaktionen zu beschreiben. Sie argumentieren, dass die Beeinflussung der Photonen über intermediäre Teilchen des Standardmodells erfolgen könnte, wie etwa das Higgs-Boson oder das Top-Quark.
Die genaue Richtung dieser Farbverschiebung hängt von der fundamentalen Natur der Dunklen Materie ab. Sollte sie beispielsweise aus WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) bestehen, könnte das Licht hochenergetische blaue Photonen verlieren, was zu einem rötlichen Schimmer führt. Umgekehrt könnte eine Dominanz der gravitativen Wechselwirkung eine Verschiebung hin zum blauen Ende des Spektrums bewirken. Die theoretisch vorhergesagte Verschiebung der Wellenlänge liegt in diesem Modell im Bereich von 10⁻¹⁰ bis 10⁻¹². Diese winzige Größenordnung ist um mehrere Zehnerpotenzen kleiner als die Empfindlichkeit aktueller Spektrometer. Um diese kühne Annahme zu überprüfen, sind somit Teleskope der nächsten Generation mit einer beispiellosen spektralen Präzision erforderlich.
Sollte sich diese Theorie experimentell bestätigen lassen, wäre dies der erste direkte Beobachtungsnachweis einer Wechselwirkung zwischen Dunkler Materie und Licht. Dies würde unser kosmisches Verständnis immens vertiefen. Anstatt Teilchen in unterirdischen Laboren aufzuspüren, könnten Forschende die Spektren des Lichts ferner kosmischer Objekte analysieren, um diese subtilen „Farbsignaturen“ zu identifizieren. Parallel zu diesem theoretischen Durchbruch laufen die experimentellen Bemühungen weiter. Beispielsweise gelang es einer internationalen Forschergruppe im Februar 2025 unter Verwendung des Infrarotspektrographen WINERED, strenge Obergrenzen für die Eigenschaften von Dunkle-Materie-Teilchen mit Massen im Bereich von 1,8 bis 2,7 Elektronenvolt festzulegen, auch wenn ein direkter Zerfall nicht nachgewiesen werden konnte.