Neue Berechnung Dunkle Energie dominiert das Universum

Zwei Drittel der kosmischen Energie bestehen aus einer dunklen, bislang unbekannten Form, haben Astronomen berechnet. Die neue Schätzung beruht auf einer Zählung von weit entfernten Galaxienkernen.

Von Martin Paetsch


Eine rätselhafte Kraft beherrscht das Weltall - darauf deutet zumindest eine groß angelegte Himmelsfahndung hin, deren Ergebnisse ein internationales Forscherteam jetzt vorgestellt hat. Demnach überwiegt im Universum eine von Theoretikern vorhergesagte, unsichtbare Form der Energie, über deren Natur bislang kaum etwas bekannt ist.

Hubble-Aufnahme eines von einer Gravitationslinse verzerrten Quasars: Kosmisches Kaleidoskop
D. Impey/ UA

Hubble-Aufnahme eines von einer Gravitationslinse verzerrten Quasars: Kosmisches Kaleidoskop

Die Vorstellung von einer solchen "dunklen Energie" geht auf Albert Einstein zurück: Ausgehend von der Annahme eines statischen Weltalls, führte der deutsche Physiker zu Beginn des Jahrhunderts in seinen Gleichungen eine "kosmologische Konstante" ein. Diese sollte erklären, warum das Universum trotz der Anziehungskraft der Galaxien nicht in sich zusammenfällt.

Einstein bereitete der Trick später Unbehagen, er verwarf ihn angeblich als "größte Eselei" seines Lebens. Doch die geheimnisvolle Gegenkraft zur Gravitation hat in den letzten Jahren neue Anhänger gefunden: So ließ zum Beispiel die Untersuchung ferner Sternexplosionen vermuten, dass sich das Weltall unter dem Einfluss einer dunklen, abstoßend wirkenden Energieform immer schneller ausdehnt.

Eine weitere Bestätigung dieser Theorie erbrachte nun eine zehnjährige Suche, bei der Astronomen um Ian Browne und Peter Wilkinson von der britischen University of Manchester den Himmel nach Beispielen eines bizarren kosmischen Lichtphänomens durchforsteten. Ziel des Class-Projekts ("Cosmic Lens All-Sky Survey") war es, seltene Trugbilder von Quasaren aufzuspüren.

Wenn aus irdischem Blickwinkel direkt vor den weit entfernten, aber hell leuchtenden Galaxienkernen eine nähere Sternansammlung liegt, kommt es zu einem so genannten Gravitationslinsen-Effekt. Durch ihre Schwerkraft beugt die Vordergrundgalaxie die Strahlung des Quasars im Hintergrund, so dass ringförmige Leuchterscheinungen entstehen können. Manchmal lässt das kosmische Kaleidoskop auch mehrere Scheinquasare strahlen, wo eigentlich nur einer ist.

Optische Teleskope können die verschiedenen Quasar-Abbilder nicht immer voneinander trennen. Die Wissenschaftler benutzten deshalb drei verschiedene Netzwerke von Radioteleskopen: das Very Large Array und das Very Long Baseline Array in den USA sowie den britischen Teleskop-Verbund Merlin. Mit diesen Spähvorrichtungen nahmen sie nacheinander Tausende von Strahlungsquellen ins Visier.

Nach mehreren Durchgängen blieben schließlich 22 Gravitationslinsen-Fälle übrig. Im Schnitt treten derartige Zerreffekte, so das Ergebnis, bei einem von 700 Quasaren auf. Diese Statistik kombinierte der Astrophysiker Kyu-Hyun Chae, der ebenfalls dem Class-Team angehört, mit neuesten Erhebungen über die Anzahl und Art der Galaxien im Weltall. Damit konnte er Rückschlüsse auf die dunkle Energie ziehen: Sie macht demnach rund zwei Drittel der Gesamtenergie im Universum aus.

Das restliche Drittel liegt einerseits in Form ordinärer Materie vor, aus der auch Planeten und Sterne aufgebaut sind, und zum anderen als dunkle Materie. Diese verhält sich wenigstens in Hinblick auf die Gravitation normal, darüber hinaus ist aber auch über sie wenig bekannt. Forscher vermuten, dass sie teilweise aus subatomaren Partikeln besteht, die nur wenig mit üblichen Stoffen interagieren und daher kaum auffallen.

Die von den Wissenschaftlern errechnete Energieverteilung stimmt gut mit früheren Beobachtungen überein. Gerade bei hypothetischen Kräften wie der dunklen Energie ist es aber wichtig, so viele Belege wie möglich zu sammeln. Die Quasar-Studie leistet, wie die Class-Forscher glauben, einen wertvollen Beitrag: Im Vergleich zu früheren Untersuchungen beruhe sie, so Browne, "auf ganz anderen physikalischen Überlegungen und liefert deshalb unabhängige Hinweise auf die dunkle Energie."



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