Wachstum des Alls Dunkle Energie gibt Einstein Recht

Das Weltall besteht zu 75 Prozent aus dunkler Energie, doch noch nie wurde sie direkt beobachtet. Jetzt haben Forscher herausgefunden, dass die mysteriöse Kraft, die unter anderem das Zusammenstürzen des Alls verhindert, schon seit der Frühzeit des Universums existiert.


Edwin Hubble gab seinen Kollegen aus der Astronomie eine harte Nuss zu knacken: 1929 bewies der Forscher, dass sich das Universum ausdehnt. Unter den Verdutzten befand sich auch Albert Einstein, der wie die meisten seiner Zeitgenossen von einem statischen Universum ausgegangen war. Er hatte eigens eine kosmologische Konstante eingeführt, um seine Relativitätstheorie mit der vermeintlichen Wirklichkeit in Einklang zu bringen. Denn Einsteins Feldgleichungen zufolge müsste das All entweder wachsen oder eines Tages unter seiner eigenen Schwerkraft zusammenstürzen - in einem "Big Crunch".

Röntgenbild des Pulsars im Zentrum des Krebsnebels: Er ist das Resultat einer Supernova. Anhand der Sternenleichen messen Forscher das Wachstum des Universums
NASA

Röntgenbild des Pulsars im Zentrum des Krebsnebels: Er ist das Resultat einer Supernova. Anhand der Sternenleichen messen Forscher das Wachstum des Universums

Als Hubble aber mit seiner Entdeckung an die Öffentlichkeit ging, warf Einstein die kosmologische Konstante achtkantig über Bord. Die "größte Eselei" seines Lebens sei sie gewesen, schimpfte das Genie. Das aber war wohl voreilig: Einstein hatte mit seinem ad-hoc-Konstrukt, das die Expansion des Alls beschreibt, die Realität genauer getroffen, als er ahnte.

Die dunkle Energie gilt inzwischen weithin als die eigentliche Ursache der immer schnelleren Ausdehnung des Alls - auch wenn die mysteriöse Kraft noch nie direkt beobachtet wurde. Zwar haben Forscher ihre Existenz indirekt bewiesen und auch schon einige Eckdaten gefunden, doch weder strahlt die dunkle Energie elektromagnetische Wellen wie etwa Licht ab, noch tritt sie mit normaler Materie in Wechselwirkung.

Jetzt haben Wissenschaftler mit Hilfe des "Hubble"-Weltraumteleskops zumindest nachgewiesen, dass die dunkle Energie wahrscheinlich schon seit mindestens neun Milliarden Jahren existiert - und damit nur etwa 4,7 Milliarden Jahre jünger ist als das Universum selbst. Den neuen Daten zufolge hat sich die dunkle Energie seitdem wenig bis gar nicht verändert - was Einsteins fast hundert Jahre alte Vorhersage einer konstanten, abstoßenden Form der Schwerkraft untermauert.

Bestätigung für Einstein

Nach bisherigen Erkenntnissen hat sich das Universum nach dem Urknall zunächst rasant ausgedehnt und wurde dann gebremst - von den Anziehungskräften der ebenfalls noch nie direkt beobachteten dunklen Materie, die rund 20 Prozent der Gesamtmasse des Alls ausmacht, und von der sichtbaren Materie, aus der das Universum zu rund fünf Prozent besteht.

Kosmisches Tauziehen: Die Wirkungen von dunkler Energie und dunkler Materie
NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Kosmisches Tauziehen: Die Wirkungen von dunkler Energie und dunkler Materie

Da Einsteins Konstante eine Eigenschaft des leeren Raums ist, wirkt sie aber mit dem Wachstum des Universums immer stärker - und überwindet theoretisch irgendwann alle Gegenkräfte. Das Team um Adam Riess von der Johns Hopkins University schätzt, dass dies vor etwa fünf bis sechs Milliarden Jahren geschehen ist: Seitdem gewinne das Wachstum des Alls ständig an Fahrt.

"Obwohl die dunkle Energie mehr als 70 Prozent der Energie im Universum ausmacht, wissen wir fast nichts über sie", sagte Riess. "Die neuen Ergebnisse zeigen, dass die dunkle Energie relativ schwach ist, sich aber schon vor neun Milliarden Jahren bemerkbar gemacht hat."

Die Forscher haben 23 Supernovae mit Hilfe des "Hubble"-Teleskops beobachtet und waren so in der Lage, neun Milliarden Lichtjahre entfernte Sternenexplosionen ins Visier zu nehmen. Die besten Teleskope am Boden hatten lediglich sieben Milliarden Jahre in die Vergangenheit zurückblicken können. Doch auch hier konnte man sich nicht vollkommen sicher sein, Supernovae aus der Zeit vor der Dominanz der dunklen Energie beobachtet zu haben. Leichte Veränderungen in den Supernovae oder Störeinflüsse wie Staub im All hätten die Messungen verfälschen können.

Jetzt aber kann man laut Riess sicher genug sein, dass die Lichtspektren der uralten Supernovae identisch sind mit denen der bereits bekannten jüngeren Exemplare. Das bedeute, dass die dunkle Energie seitdem konstant geblieben ist, schreiben die Forscher in einem Fachartikel, der im "Astrophysical Journal" erscheinen soll.

Alles andere wäre für die Wissenschaft freilich eine faustdicke Überraschung gewesen. "Hätten sie herausgefunden, dass die dunkle Energie sich nicht konstant entwickelt hat", sagte der Kosmologe Sean Carroll vom California Institute of Technology der "New York Times", "dann wäre das eine welterschütternde Entdeckung gewesen."

mbe

Korrektur: Edwin Hubble hat 1929 lediglich entdeckt, dass sich das Universum ausdehnt. Die steigende Expansionsrate aber blieb ihm, anders als hier zunächst behauptet, verborgen. Wir bitten diesen Fehler zu entschuldigen.



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