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ASTRONOMIE: Das dunkelste Geheimnis

Physiker vermessen in nie gekannter Präzision die Tiefen des Alls. Ihre ­Sehnsucht: Eine Erklärung für die beschleunigte Expansion des Kosmos.
Cerro Tololo Observatorium, Chile

Vor einem Jahrhundert entdeckten Astronomen Erstaun­liches: Nahezu alle Galaxien scheinen sich von der Milchstraße wegzubewegen – und zwar mit umso höherer Geschwindigkeit, je weiter sie entfernt sind. Diese Erkenntnis veränderte unser Bild vom Kosmos tief greifend. 1998 stießen die Forscher auf ein noch verblüf­fenderes Phänomen: Irgendetwas beschleunigt diese Expansion sogar fortlaufend. In den ­Jahrzehnten davor waren sie davon ausgegangen, dass die gegenseitige Anziehungskraft aller Massen die Galaxienflucht mit der Zeit abbremsen würde. Doch das Gegenteil ist der Fall, wie zwei Teams feststellten. Für diese in­zwischen vielfach bestätigte Entdeckung erhielten die drei leitenden Physiker Saul ­Perlmutter, Adam Riess und Brian Schmidt 2011 den Nobelpreis.

Theoretiker haben zwei grundlegend verschiedene Er­klärungsansätze. Der erste geht davon aus, wir verstünden die Gesetze der Schwerkraft noch nicht richtig. Vielleicht ändert sie ihren Charakter bei sehr großen Entfernungen und wirkt schließlich sogar abstoßend. Die zweite Idee postuliert die Existenz einer unsichtbaren Substanz. Messungen zeigen: Diese "Dunkle Energie", sofern sie existiert, macht 70 Prozent der Gesamtenergie des Universums aus. Normale Materie, also das, woraus Sterne, Planeten und wir Menschen bestehen, trägt lediglich fünf Prozent bei. Der Rest entfällt auf die Dunkle Materie, die nicht minder rätselhaft ist als die Dunkle Energie, aber trotz des Namens nichts direkt mit ihr zu tun hat.

Diese Vorstellung ziehen die meisten Wissenschaftler einer bei sehr großen Abständen veränderten Gravitation vor. Wie können wir sicher sein, dass tatsächlich eine Dunkle Energie die beschleunigte kosmische Expansion verursacht? Und wenn es sie gibt, was ist dann ihre physikalische Natur? Astronomen riefen 2013 ein ambitioniertes Projekt ins Leben, um diese Fragen zu beantworten, den Dark Energy Survey (DES). …

September 2016

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft September 2016

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  • Quellen

Bechtol, K. et al.: Eight New Milky Way Companions Discovered in First-Year Dark Energy Survey Data. In: Astrophysical Journal 807, 50, 2015

Chang, C. et al.: Wide-Field Lensing Mass Maps from Dark Energy Survey Science Verification Data. In: Physical Review Letters 115, 2015