Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Das Universum dehnt sich nicht nur aus – es beschleunigt diese Ausdehnung, angetrieben von etwas, das gemeinhin als „Dunkle Energie“ bezeichnet wird. Der Begriff ist die dichterische Entsprechung zur Bezeichnung der Dunklen Materie, dem rätselhafte Material, das die Materie im Universum beherrscht und die tatsächlich dunkel ist, da sie kein Licht aussendet (sie macht sich durch ihren gravitativen Einfluß auf Galaxien bemerkbar). Zwei Erklärungen werden häufig vorgeschlagen, um Dunkle Energie zu erklären. Wie bereits Einstein einst spekulierte, besteht die erste Erklärung darin, daß die Schwerkraft selbst Objekte dazu veranlaßt, sich gegenseitig abzustoßen, wenn sie weit genug voneinander entfernt sind (Einstein fügte diese „kosmologische Konstante“ seinen Gleichungen hinzu). Die zweite Erklärung nimmt an (basierend auf unserem heutigen Wissen über die Elementarteilchenphysik), daß das Vakuum Eigenschaften besitzt, die dem Kosmos die Energie zu seiner Ausdehnung liefert.
Seit mehreren Jahrzehnten verwendeten Kosmologen erfolgreich eine relativistische Gleichung mit Dunkler Materie und Dunkler Energie, um die immer genaueren Beobachtungen über den kosmischen Mikrowellen-Hintergrund, die kosmologische Verteilung der Galaxien und anderer großräumiger kosmischer Eigenschaften zu erklären. Aber als sich die Beobachtungen mehr und mehr verbesserten, sind einige scheinbare Widersprüche zu Tage getreten. Eine der auffälligsten Ungereimtheiten ist das Alter des Universums: es gibt einen Unterschied von fast 10% zwischen Messungen, die aus den Daten des Satelliten Planck und den Daten aus den sogenannten Baryon Acoustic Oscillation Experimenten gefolgert wurden. Die Planck-Daten beruhen auf Messungen des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds im Ferninfrarot- und Submillimeter-Bereich, die aus den Baryon Acoustic Oscillation Experimenten gewonnenen Daten untersuchen die räumliche Verteilung sichtbarer Galaxien.
CfA-Astronom Daniel Eisenstein war Mitglied eines großen Konsortiums von Wissenschaftlern, das vorschlägt, daß ein Großteil des Unterschieds zwischen diesen beiden Methoden, die Stichproben verschiedener Komponenten des kosmischen Gefüges nehmen, aufgelöst werden könnte, wenn die Dunkle Energie in der Zeit nicht konstant wäre. Die Forscher wenden anspruchsvolle statistische Techniken auf die wesentlichen kosmologischen Datensätze an und kommen zu dem Schluß, daß, falls sich der Zahlenwert für die Dunkle Energie geringfügig verändert, während das Universum expandiert (aber immer noch anderen Beschränkungen unterworfen), dies den Unterschied erklären könnte. Direkte Belege für solch eine Änderung wären ein spektakulärer Durchbruch, doch bislang ist er nicht erzielt worden. Eines der wichtigsten neuen Experimente des Konsortiums, die Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) genannte Durchmusterung, könnte diese Frage klären. Die Durchmusterung wird über 25 Millionen Galaxien im Universum kartieren, bis zu Objekten von nur wenigen Milliarden Jahre nach dem Urknall zurückreichen und sollte irgendwann Mitte der 2020-er Jahre abgeschlossen sein.
Literatur:
„Dynamical Dark Energy in Light of the Latest Observations”
Gong-Bo Zhao et al.
Nature Astronomy Volume 1 Issue 9, September 2017
