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News: Düstere Aussichten

Eigentlich wissen es Kosmologen längst, aber zusätzliche Bestätigung kann nicht schaden: Das Universum dehnt sich mit zunehmender Geschwindigkeit aus - getrieben von einer seltsamen Kraft, der dunklen Energie.
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Die Zukunft ist düster, kalt und ziemlich langweilig. Denn das Universum dehnt sich aus und zwar immer schneller. So nimmt die Materie des Alls stetig einen etwas größeren Raum ein, und Galaxien, Sterne und Planeten rücken im Mittel etwas voneinander weg. Was übrig bleibt in Milliarden von Jahren? Ein Himmel mit wenigen sichtbaren Sternen, die mit ihrem fahlen Licht kaum noch Abwechslung am Nachthimmel bieten.

Diese trübe Erkenntnis dämmert den Astronomen nun seit etwa fünf Jahren. Denn unter anderem anhand des Spektrums von Supernovae – lichtstarker Sternenexplosionen, die sich bestens zur Entfernungsbestimmung eignen – konnten Wissenschaftler zeigen, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern auch dass diese Expansion sogar beschleunigt ist. Der Grund für die rasante Ausdehnung ist jedoch bis heute ungewiss. In Ermangelung einer besseren Erklärung postulierten sie eine "dunkle Energie", eine ominöse bis dato gänzlich unbekannte Kraft im All, die alles auseinander treibt.

Doch ist die Interpretation der Beobachtungsdaten der Supernovae überhaupt korrekt? Seitdem Forscher vor etwa fünf Jahren erstmals die Vermutung äußerten, traten immer wieder Kritiker auf den Plan, welche die bisherigen Erklärungsversuche anzweifelten. Da dürfte es den Verfechtern der Theorie sehr gelegen kommen, dass nun erneut ein Team aus vier Dutzend Forschern, allen voran Robert Knop von der Vanderbilt University, die beschleunigte Expansion des Weltalls mithilfe des Hubble Space Telescopes bestätigten.

Wie vor wenigen Jahren dienten den Forschern auch nun wieder Supernovae als Anhaltspunkt. Genauer gesagt sind es Supernovae vom Typ 1A; diese ereignen sich in Doppelsternsystemen, in denen ein normaler Stern und ein Weißer Zwerg um einen gemeinsamen Schwerpunkt kreisen. Der Weiße Zwerg – der hochdichte Überrest eines Sterns – entreißt seinem Partner permanent Materie, bis ihn schließlich eine thermonukleare Explosion auseinander sprengt.

Das Praktische an diesem kosmischen 1A-Feuerwerk ist, dass es immer dieselbe (absolute) Maximalhelligkeit erreicht. Anhand der scheinbaren Helligkeit, die wir von unserem Standpunkt aus wahrnehmen, lässt sich also die Entfernung der Supernova sehr gut abschätzen. Da das Licht in der Regel einen weiten Weg zurücklegen muss, für den es entsprechend Zeit benötigt, ist ein solches Ereignis auch stets ein Blick in die Vergangenheit.

Doch die Supernovae verraten nicht nur ihr Alter, anhand ihres Spektrums lässt sich auch die Expansion des Universums zum jeweiligen Zeitpunkt ablesen. Denn diese bewirkt eine Verschiebung zu langen Wellenlängen – auch Rotverschiebung genannt. So können also Astronomen ziemlich gut sagen, wie stark sich das Weltall zu einer bestimmten Zeit ausgedehnt hat.

Da frühere Messungen an Supernovae hauptsächlich mit Teleskopen vom Boden aus geschahen, kam schnell der Kritikpunkt auf, dass Staub ferner Galaxien die Helligkeit von Supernovae beeinflussen und somit ein falsches Alter vorgaukeln würde. Hubble ist über derlei Kritik jedoch erhaben, da seine Aufnahmen deutlich schärfer sind als die von der Erde, vor allem aber viel reiner in den Farben. Denn sollte tatsächlich kosmischer Staub das Licht der Supernovae abschwächen, dann müsste es gleichzeitig auch ein wenig mehr ins Rote getaucht erscheinen. So wie auf der Erde die Sonne beim Untergang als roter Feuerball erscheint, da ihr Licht einen weiteren Weg durch die Atmosphäre nehmen muss und kurzwellige Anteile des Spektrums weggestreut werden. Hubble fand keine anomale Rötung bei den elf untersuchten Supernovae. Der Test ist also bestanden.

Darüber hinaus liefert die neue Untersuchung auch einen genaueren Aufschluss über die Zusammensetzung des Universums: Demnach bestehen ganze 68 bis 81 Prozent aus dunkler Energie – was immer das genau sein mag. Nur 19 bis 32 Prozent werden entsprechend von anderer Materie gebildet. Der Löwenanteil davon ist vermutlich dunkle Materie – nicht zu verwechseln mit dunkler Energie. Denn im Gegensatz zu letzterer offenbart sich die dunkle Materie durch ihre anziehende Schwerkraft, ihre genaue Beschaffenheit kennt man jedoch ebenfalls nicht. Nur einige wenige Prozent machen die uns bekannte Materie aus.

So bleibt den Astronomen also noch manches Rätsel zu lösen. Sicherlich kann der Satellit SuperNova/Acceleration Probe (SNAP) in Zukunft dazu einiges beitragen. Die in der Entwicklung befindliche Sonde soll einmal tausende von Typ-1A-Supernovae vermessen.

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