News: Gemessen!
Mehr als zwei Drittel des Kosmos bestehen aus Dunkler Energie, jener mysteriösen Kraft, die gegen die Schwerkraft wirkt und das Universum immer schneller expandieren lässt. Jetzt wurde die Dunkle Energie erstmals direkt gemessen.
© W. Hu/University of Chicago (Ausschnitt)
Albert Einstein (1879-1955) glaubte an ein statisches Universum und musste deshalb in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie verhindern, dass das Universum irgendwann infolge der eigenen Schwerkraft kollabiert. Also ersann er eine mysteriöse Energie, die gegen die Schwerkraft wirkte und den großen Crash, Big Crunch, verhinderte.
Doch als Edwin Hubble (1889-1953) kurz darauf beobachtete, dass das Universum keineswegs statisch ist, sondern expandiert, legte Einstein die kosmologische Konstante als seine "größte Eselei" zu den Akten.
Viel später, im Jahr 1998, entdeckte man, dass die Expansion des Weltalls nicht konstant ist, sondern mit zunehmender Geschwindigkeit erfolgt. Nun war sie wieder da: Einsteins kosmologische Konstante und zwar in Gestalt der Dunklen Energie, die etwa 70 Prozent des Universums ausmachen muss und dieses auseinander treibt. Ansonsten ist über die Dunkle Energie fast nichts bekannt, geschweige denn gewiss.
Um so sensationeller ist deshalb die Nachricht von fast zwei Dutzend Arbeitsgruppen aus aller Welt, ihnen sei der erste direkte Nachweis für die Dunkle Energie gelungen.
Unter der Leitung von Ryan Scranton von der University of Pittsburgh hatten sich die Forscher den so genannten Integrated-Sachs-Wolfe-Effekt zunutze gemacht, der besagt, dass sich die Wellenlänge der durch das All bewegenden Strahlung nach dem Passieren großer Massen verkürzt – jedenfalls, wenn es die Dunkle Energie gibt.
Bildlich lässt sich der Effekt mit einer Kugel beschreiben, die in eine Schale rollt. Die Kugel gewinnt dabei normalerweise genau so viel Energie, dass sie am anderen Ende der Schale wieder den Rand erreicht – vorausgesetzt, die Tiefe der Schale verändert sich während des Rollens nicht. Genau das bewirkt jedoch die Dunkle Energie. Die Schale wird flacher.
In Wahrheit handelt es sich bei der Schale um das kosmische Raum-Zeit-Gefüge und bei der Kugel um ein Photon. In der Nähe von Galaxien ist das Raum-Zeit-Gefüge derart verzerrt, dass passierendes Licht in den blauen Bereich seines Spektrums verschoben wird und am Ende einen Energieüberschuss behält, also "wärmer" wird.
Im bildlichen Vergleich würde die Kugel beim Hinausrollen aus der Schale also weniger Energie benötigen, als sie beim Hineinrollen gewonnen hat.
Die Forscher hatten die mithilfe des Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) überaus detailliert erfasste Temperaturverteilung der kosmischen Hintergrundstrahlung mit der Verteilung von rund 25 Millionen Galaxien im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) verglichen.
Und dabei zeigte sich zweifelsohne, dass die allgegenwärtige kosmische Hintergrundstrahlung in der Nähe von Galaxien ein winziges Bisschen wärmer ist, als im mehr oder minder leeren Raum.
Der Nachweis des Integrated-Sachs-Wolfe-Effekts und damit der Dunklen Energie ist eine frühe Ernte des Sloan Digital Sky Survey, an dessen Ende im Jahr 2006 den Forschern fast dreimal so viele Daten zur Verfügung stehen. Dann, so hoffen die Forscher, können sie die Dunkle Energie nicht nur erkennen, sondern vielleicht auch verstehen.
Doch als Edwin Hubble (1889-1953) kurz darauf beobachtete, dass das Universum keineswegs statisch ist, sondern expandiert, legte Einstein die kosmologische Konstante als seine "größte Eselei" zu den Akten.
Viel später, im Jahr 1998, entdeckte man, dass die Expansion des Weltalls nicht konstant ist, sondern mit zunehmender Geschwindigkeit erfolgt. Nun war sie wieder da: Einsteins kosmologische Konstante und zwar in Gestalt der Dunklen Energie, die etwa 70 Prozent des Universums ausmachen muss und dieses auseinander treibt. Ansonsten ist über die Dunkle Energie fast nichts bekannt, geschweige denn gewiss.
Um so sensationeller ist deshalb die Nachricht von fast zwei Dutzend Arbeitsgruppen aus aller Welt, ihnen sei der erste direkte Nachweis für die Dunkle Energie gelungen.
Unter der Leitung von Ryan Scranton von der University of Pittsburgh hatten sich die Forscher den so genannten Integrated-Sachs-Wolfe-Effekt zunutze gemacht, der besagt, dass sich die Wellenlänge der durch das All bewegenden Strahlung nach dem Passieren großer Massen verkürzt – jedenfalls, wenn es die Dunkle Energie gibt.
Bildlich lässt sich der Effekt mit einer Kugel beschreiben, die in eine Schale rollt. Die Kugel gewinnt dabei normalerweise genau so viel Energie, dass sie am anderen Ende der Schale wieder den Rand erreicht – vorausgesetzt, die Tiefe der Schale verändert sich während des Rollens nicht. Genau das bewirkt jedoch die Dunkle Energie. Die Schale wird flacher.
In Wahrheit handelt es sich bei der Schale um das kosmische Raum-Zeit-Gefüge und bei der Kugel um ein Photon. In der Nähe von Galaxien ist das Raum-Zeit-Gefüge derart verzerrt, dass passierendes Licht in den blauen Bereich seines Spektrums verschoben wird und am Ende einen Energieüberschuss behält, also "wärmer" wird.
Im bildlichen Vergleich würde die Kugel beim Hinausrollen aus der Schale also weniger Energie benötigen, als sie beim Hineinrollen gewonnen hat.
Die Forscher hatten die mithilfe des Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) überaus detailliert erfasste Temperaturverteilung der kosmischen Hintergrundstrahlung mit der Verteilung von rund 25 Millionen Galaxien im Rahmen des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) verglichen.
Und dabei zeigte sich zweifelsohne, dass die allgegenwärtige kosmische Hintergrundstrahlung in der Nähe von Galaxien ein winziges Bisschen wärmer ist, als im mehr oder minder leeren Raum.
Der Nachweis des Integrated-Sachs-Wolfe-Effekts und damit der Dunklen Energie ist eine frühe Ernte des Sloan Digital Sky Survey, an dessen Ende im Jahr 2006 den Forschern fast dreimal so viele Daten zur Verfügung stehen. Dann, so hoffen die Forscher, können sie die Dunkle Energie nicht nur erkennen, sondern vielleicht auch verstehen.
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