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HUBBLE
Entfernteste Supernova enttarnt dunkle Energie
von Stefan Deiters
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3. April 2001

Eine dunkle, unbekannte Energie könnte dafür sorgen, dass sich unser Universum immer schneller ausdehnt. Diese Vermutung von Kosmologen erhielt nun durch eine Beobachtung des Hubble-Weltraumteleskops neue Nahrung: Hubble beobachtete eine Supernova-Explosion in 10 Milliarden Lichtjahren Entfernung - die entfernteste Supernova, die je beobachtet wurde.  

HDF
Ausschnitt aus dem Hubble Deep Field: Die Supernova-Explosion wird erst sichtbar, wenn man zwei in einem Abstand von zwei Jahren entstandene Bilder der Galaxie voneinander "abzieht" (Foto unten). Fotos: NASA, Adam Riess (STScI)
SN 1997ff
Das beobachtete explosive Ende eines Sterns fand in einer Entfernung von rund zehn Milliarden Lichtjahren statt und damit zu einer Zeit, als unser Universum noch sehr jung war. Das Licht, das uns von diesem Ereignis erreicht, verrät den Astronomen einiges über die Ausdehnung des Kosmos: Die jetzt vorgestellten Auswertungen der Hubble-Daten sprechen nämlich dafür, dass die Expansion unseres Universums durch eine Art dunkle Energie beschleunigt wird. Diese dunkle Energie wurde erstmals von Albert Einstein - er nannte sie kosmologische Konstante - vorgeschlagen, später aber verworfen.

Schon vor rund drei Jahren hatten die Astronomen einen entsprechenden Verdacht, nachdem sie Hubble-Aufnahmen entfernter Supernovae studiert hatten: Die ungewöhnlich leuchtschwach erscheinenden Explosionen sprachen dafür, dass sich das Universum heute deutlich schneller ausdehnt als in der Vergangenheit. Als eine mögliche Erklärung wurde schon damals die "dunkle Energie" gehandelt, doch erst durch die Entdeckung der am weitesten entfernten Supernova konnte man andere Alternativen ausschließen: Das Universum scheint in seiner Expansion tatsächlich zunächst durch die Gravitationswirkung gebremst worden und später wieder beschleunigt worden zu sein.

"Diese Supernova dürfte tatsächlich eine ganz besondere Art von Explosion zu sein, durch die wir verstehen können, wie sich die Ausdehnung des Universums mit der Zeit verändert hat", erläutert Adam Riess vom Space Telescope Science Institute (STScI). "Diese Supernova verrät uns, dass sich das Universum wie ein Autofahrer verhalten hat, der an einer roten Ampel zunächst abbremst und dann, wenn es grün wird, wieder beschleunigt."

Das Astronomen-Team, dem auch Riess angehört, konnte diese "verräterische" Supernova durch das Studium vieler hundert Hubble-Bilder aufspüren. Die Supernova scheint recht hell zu sein, was die Astronomen als Anzeichen dafür deuten, dass sich das Universum damals nicht so schnell ausdehnte. Dadurch nämlich blieben die Galaxien dichter beieinander und erscheinen somit heller. "Vor langer Zeit, als sich das Licht dieser entfernten Supernova auf den Weg machte, scheint die Expansion des Universums immer langsamer geworden zu sein. Grund dafür war die Materie im Universums, die durch ihre Anziehungskraft bremste", erläutert Riess. "Milliarden von Jahren später, als das Licht deutlich nähere Supernova-Explosionen verlassen hat, begann sich die Expansion des Universum zu beschleunigen. Dadurch wurde der Raum zwischen den Galaxien gedehnt und die Objekte darin erscheinen lichtschwächer." 

Die Astronomen nehmen an, dass sich das Universum etwa bei der Hälfte seines jetzigen Alters mit der beschleunigten Expansion begann und halten die neuen Hubble-Bilder für einen schlüssigen Beweis ihrer Theorie. Diese ist so neu nicht: Als Albert Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie aufstellte, stellte er fest, dass das Universum eigentlich unter dem Einfluss der Gravitationskraft wieder in sich zusammenstürzen müsste. Er nahm aber - wie viele Wissenschaftler seiner Zeit - an, dass das All statisch und unveränderlich ist und führte daher eine "kosmologische Konstante" in seine Gleichungen ein, die quasi das All stabilisiert, in dem sie der Gravitationskraft entgegenwirkt. Als Edwin Hubble wenig später entdeckte, dass das All alles andere als statisch ist, verwarf Einstein seine Konstante wieder und nannte sie den größten Irrtum seines Lebens.

Doch in den letzten Jahren mehrten sich die Hinweise, dass Einstein mit seiner kosmologischen Konstante gar nicht so falsch lag. Sie wird heute oft als "Energiedichte des Vakuums" interpretiert, um was es sich aber bei dieser dunklen Energie handelt, ist bis heute vollkommen unklar. "Wir wissen überhaupt nicht, was diese dunkle Energie ist", so Michael Turner von der Universität in Chicago, "aber eines ist sicher: Wenn wir das herausfinden, werden wir jede Menge darüber erfahren, wie sich Kräfte und Teilchen im Universum vereinheitlichen lassen. Und auf dem Weg dahin brauchen wir keine Teilchenbeschleuniger, sondern Teleskope."

Links im WWW
Original Fotos und Pressemitteilung des STScI
die aktuellsten HST Bilder, Übersicht des Space Telescope Science Instituts
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