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HUBBLE
Dunkle Energie im jungen Universum
von Stefan Deiters
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17. November 2006

Dunkle Energie, jener geheimnisvolle Bestandteil des Universums, durch den die Ausdehnung des Weltalls beschleunigt wird, gab es auch schon im jungen Universum. Darauf deuten jedenfalls neue Beobachtungen des Weltraumteleskops Hubble hin. Die Dunkle Energie scheint damit mehr der von Einstein postulierten kosmologischen Konstante zu ähneln, als viele Wissenschaftler bislang glaubten.

Supernovae

Entfernte Galaxien, in denen Hubble eine Supernova-Explosion entdeckte. Die Supernova ist jeweils als kleiner Punkt auf den oberen Bildern zu sehen. Bild: NASA, ESA und  A. Riess (STScI) [Großansicht und weitere Supernova-Bilder]

Das Weltraumteleskop Hubble konnte jetzt nachweisen, dass schon vor neun Milliarden Jahren die Dunkle Energie in etwa dieselbe Stärke besaß wie heute. Diese Daten stimmen gut mit der von Albert Einstein postulierten Kosmologischen Konstante überein. Seine Annahme hatte Einstein allerdings unter gänzlich anderen Voraussetzungen gemacht: Zu seiner Zeit hielt man das Universum für statisch, die Expansion war noch nicht entdeckt. So benötigte Einstein diese Konstante, um den anziehenden Gravitationskräften etwas entgegenzusetzen und sein Universum vor einem Kollaps zu bewahren. Später, nach Entdeckung der Expansion des Weltalls, nannte er diese Kosmologische Konstante seine größte Eselei.

Mit der Entdeckung der beschleunigten Ausdehnung des Weltalls 1998 erinnerte man sich aber erneut an Einsteins Konstante und diskutiert nun die Frage, ob diese für die beschleunigte Expansion verantwortliche "Dunkle Energie" tatsächlich in der Geschichte des Universums konstant gewesen ist oder ob sich ihre Stärke verändert hat. Nach den neuen Hubble-Daten scheint sie zumindest in den vergangenen neun Milliarden Jahren die gleiche Stärke gehabt zu haben. Es könnte somit möglich sein, zumindest einige Theorien über die Natur der Dunklen Energie, nämlich die, die eine sich zeitlich verändernde Stärke voraussagen, auszuschließen.

Messungen über die Expansion des Universums basieren auf der Beobachtung einer bestimmten Art von Supernova-Explosionen, von denen man annimmt, dass sie alle eine bestimmte maximale Helligkeit haben. Dabei muss man natürlich voraussetzen, dass die Explosionen in früheren Zeiten den heutigen recht ähnlich sind. Zum Glück konnte Hubble auch hier beruhigen. Die Wissenschaftler stellten fest, dass Supernova-Explosionen in neun Milliarden Lichtjahren Entfernung den uns näher gelegenen Supernovae tatsächlich verblüffend ähnlich sind.

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"Dunkle Energie macht über 70 Prozent der Energie des Universums aus und trotzdem wissen wir so gut wie gar nichts über sie", erläutert Adam Riess vom Space Telescope Science Institute die neuen Beobachtungen. "Jeder Hinweis ist deswegen wichtig. Unser letztes Puzzlestück in dem Rätsel besagt, dass die Dunkle Energie schon vor neun Milliarden Jahren vorhanden war, zwar schwach, aber deutlich zu spüren."

Um die Daten zu gewinnen, musste Hubble in einer Entfernung von neun Milliarden Lichtjahren nach Supernova-Explosionen suchen. Diese sind so leuchtschwach, dass diese Aufgabe selbst mit den größten erdgebundenen Teleskopen nicht zu schaffen gewesen wäre. Die neuen Daten, die auf der Beobachtung von insgesamt 24 entfernten Supernovae beruhen, zeigen nun, dass die Dunkle Energie schon im jungen Universum eine Rolle spielte.

Frühere Hubble-Daten hatten gezeigt, dass das frühe Universum von Materie dominiert war, deren Anziehungskraft die Expansion des Universums verlangsamte. Vor fünf bis sechs Milliarden Jahren änderte sich das Bild aber: Die Rate, mit der sich das Universum ausdehnte, wurde größer. Zu diesem Zeitpunkt, so die Wissenschaftler, wurde die abstoßende Wirkung der Dunklen Energie größer, als die anziehende Wirkung der Materie.

Riess, der schon an der Entdeckung 1998 beteiligt war, ist gerade zusammen mit Kollegen dabei, weitere Hubble-Beobachtungen durchzuführen. Von diesen Daten erhoffen sich die Wissenschaftler weitere Hinweise auf die Natur der Dunklen Energie.

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Hubble: Entfernteste Supernova enttarnt dunkle Energie - 3. April 2001
Links im WWW
HubbleSite, Originalpressemitteilung des STScI
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