Kosmologische Konstante: Einsteins "Eselei" entpuppt sich als Geniestreich

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Einstein selbst bezeichnete sie als "größte Eselei" seines Lebens. Doch die Kosmologische Konstante, ein Kunstgriff in der allgemeinen Relativitätstheorie, trifft die Wahrheit möglicherweise genauer, als Einstein selbst glaubte.

Dass sich unser Universum seit Millionen Jahren immer schneller ausdehnt, bringt Astrophysiker schon seit Jahren in Erklärungsnöte. Meist machen sie jene mysteriöse dunkle Energie dafür verantwortlich, die immerhin 70 Prozent der Gesamtmasse des Universums ausmachen soll.

Albert Einstein: Bekommt er nachträglich Recht?
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Albert Einstein: Bekommt er nachträglich Recht?

Die dunkle Energie, so die Theorie, wirkt der Gravitationskraft der Materie entgegen, die ansonsten das Universum kollabieren lassen würde. Nachgewiesen wurde die dunkle Energie freilich bislang nicht. Einer anderen Theorie zufolge gibt es die dunkle Energie gar nicht. Stattdessen sollen gewaltige Wellen der Raumzeit das Universum aufblähen.

Auch Albert Einstein beschäftigte sich mit der Frage, was das Universum zusammenhält beziehungsweise immer schneller expandieren lässt. Als der große Denker die Feldgleichungen der allgemeinen Relativitätstheorie aufstellte, glaubte man noch, das Universum sei statisch. Damit die Gleichungen dies auch beschreiben, führte Einstein die Kosmologische Konstante ein - ein Kunstgriff, um die Theorie mit der vermeintlichen Praxis in Übereinstimmung zu bringen.

Als aber Edwin Hubble 1929 nachweisen konnte, dass sich das Universum ausdehnt, verwarf Einstein die kosmologische Konstante "als größte Eselei seines Lebens". Ein verfrühtes und offenbar falsches Urteil des Genies, wie sich inzwischen herausgestellt hat. Astrophysiker glauben mittlerweile, dass Einsteins Konstante ein regelrechter Geniestreich war.

Genauigkeit von 10 Prozent

Die rätselhafte dunkle Energie, die die Expansion des Weltalls beschleunige, lasse sich gut mit Einsteins kosmologischer Konstante beschreiben, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Astronomy and Astrophysics". Erste Ergebnisse des Supernova Legacy Survey (SNLS) und zusätzliche Beobachtungen mit Teleskopen von Einrichtungen in Oxford, dem California Institute of Technology und Berkeley hätten ergeben, dass sich die dunkle Energie bis auf eine Genauigkeit von zehn Prozent der Kosmologischen Konstante gemäß verhalte.

Aus den Spektren und der Rotverschiebung der Supernovae konnten die Wissenschaftler die Geschwindigkeit berechnen, mit der diese sich von der Erde wegbewegen. Die Spektren sind der Schlüssel, um die Expansion des Universums zu messen.

"Die Bedeutung ist groß", kommentierte Ray Carlberg von der University of Toronto die neuen Beobachtungen. Sie widersprächen Theorien, die besagten, dass sich die dunkle Energie bei der Ausbreitung des Universums verändere. "Soweit wir jetzt wissen, tut sie das nicht."

"Wir haben uns ein sehr ehrgeiziges Ziel gesetzt", ergänzte Isobel Hook von der University of Oxford: "Herauszufinden, ob die dunkle Energie mit Einsteins Kosmologischer Konstante erklärt werden kann, oder ob eine neue physikalische Theorie vonnöten ist." Bislang seien die Ergebnisse vereinbar mit Einsteins Konstante.

"Wir interpretieren Einsteins Gleichungen neu", sagte Wolfgang Hillebrandt vom Max-Planck-Institut für Astrophysik im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Viele Leute glauben wie ich, dass die Konstante nichts anderes als die Energie des Vakuums ist." Die Vakuumenergie sei eine bestimmte Form der dunklen Energie, erklärte Hillebrandt. "Die Konstante repräsentiert die dunkle Energie." Allerdings wisse man nach wie vor nicht genau, was dunkle Energie genau sei.

Einstein hatte ungewollt Recht

Nach dieser Theorie sorge das omnipräsente Vakuum dafür, dass das Weltall expandiere, weil es selbst Gravitationskraft besitze und das All damit auseinander ziehe.

Dass Einsteins Konstante, von der dieser später nichts mehr wissen wollte, jetzt eine Renaissance erlebt, hat einen bestimmten Grund: Die Lösung seiner Gleichungen ist instabil. Geringe Abweichungen von der angenommenen Materieverteilung führen schließlich doch zu einem expandierenden oder kollabierenden Universum - insofern hatte Einstein Recht, wenn auch eher ungewollt. Denn seine Gleichungen sollten eigentlich ein konstantes Universum beschreiben.

Im Rahmen des SLNS-Forschungsprogramms untersuchen die Astronomen Hunderte Supernovae. Bislang liegen erst Daten von 71 der explodierten Sterne vor - das entspricht etwa einem Zehntel der geplanten Menge. Künftig hoffen die Forscher, mit doppelt oder dreifach höherer Präzision in die Expansionsgeschichte des Universums zu blicken. "Wir wollen verstehen, was dunkle Energie ist", sagte Hillebrandt.

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