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DUNKLE ENERGIE
Direkter Beweis für Dunkle Energie?
von Stefan Deiters
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4. August 2008

Astronomen der University of Hawaii glauben den ersten wirklich direkten Beweis für die Existenz von Dunkler Energie gefunden zu haben. Sie verglichen dazu eine Karte der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung mit den Positionen von gewaltigen Ansammlungen von Galaxien und riesigen Leerräumen. Nur mit einer Wahrscheinlichkeit von 1:200.000 ließe sich ihr Fund auch durch Zufall erklären.

CMB

Für ihre Analyse untersuchten die Forscher Bereiche auf der Mikrowellen-Hintergrundkarte, in denen sich Super-Galaxienhaufen (rote Kreise) und gewaltige Leerräume (blaue Kreise) befinden. Bild: B. Granett, M. Neyrinck, I. Szapudi [Großansicht]

Seit einigen Jahren gehen Astronomen davon aus, dass unser Universum zu einem wesentlichen Teil aus Dunkler Energie besteht. Diese mysteriöse Energie wirkt der Massenanziehungskraft der Galaxien entgegen und beschleunigt die Expansion des Universums. Um was es sich bei der Dunklen Energie handelt und warum es sie überhaupt gibt, ist den Wissenschaftlern bis heute allerdings unklar.

Die Hinweise auf Dunkle Energie werden schon seit Jahren immer konkreter. Jetzt glauben Astronomen der University of Hawaii den bislang eindeutigsten Beweis dafür gefunden zu haben, dass Dunkle Energie gewaltige Strukturen im Kosmos quasi auseinanderzieht. Die Chance, dass sich ihre Resultate auch durch Zufall ergeben würden, beziffern die Astronomen auf 1:200.000.

"Wir waren in der Lage die Dunkle Energie in Aktion zu erleben und zu beobachten, wie sie gerade gewaltige Voids und Superhaufen von Galaxien auseinanderzieht", erklärt Dr. István Szapudi vom Institute of Astronomy. Super-Galaxienhaufen sind Regionen im All, in denen es eine ungewöhnlich große Zahl von Galaxien gibt, während Voids, also Leerräume, Bereiche beschreiben, in denen es weit weniger Galaxien gibt als im Durchschnitt. Das Team untersuchte für ihre Arbeit die Spuren, die Superhaufen und riesige Voids in der Mikrowellenstrahlung hinterlassen, wenn diese sie durchläuft.

"Wenn eine Mikrowelle in einen Superhaufen eindringt, erhöht sich ihre Energie ein wenig und sie schwingt etwas schneller", erläutert Szapudi. "Später, wenn sie den Superhaufen wieder verlässt, sollte sie den gleichen Energiebetrag wieder verlieren. Wenn allerdings Dunkle Energie für eine beschleunigte Ausdehnung des Universums sorgt, dehnt sich der Superhaufen in den 500 Millionen Jahren, die die Mikrowelle zum Durchlaufen benötigt, ein wenig aus. So kann die Mikrowelle ein wenig der Energie behalten, die sie beim Eindringen in den Haufen bekommen hat."

"Dunkle Energie gibt den Mikrowellen also praktisch ein Gedächtnis dafür, wo sie gerade gewesen sind", ergänzt Mark Neyrinck, ein weiterer an dem Projekt beteiligter Wissenschaftler. Die Resultate erscheinen in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal Letters in diesem oder im nächsten Monat.

Die Astronomen verglichen für ihre Arbeit die bekannten Positionen von Galaxien mit einer Karte des kosmischen Mikrowellen-Hintergrunds, also dem "Echo" des Urknalls. Wie zu erwarten war, konnten sie dabei feststellen, dass die Mikrowellen dort ein wenig stärker waren, wo sie einen Super-Galaxienhaufen durchlaufen hatten und ein wenig schwächer, wo sie einen gewaltigen Leerraum passieren mussten.

"Dank dieser Methode können wir erstmals sehen, was gewaltige Voids und Super-Galaxienhaufen mit Mikrowellen anstellen, die sie durchqueren", so Doktorand Benjamin Granett. Das war allerdings alles andere als einfach, da die Schwankungen in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung in der Regel stärker sind als die Fingerabdrücke, die Galaxienhaufen oder Leerräume hinterlassen. Um trotzdem ein Signal zu erhalten, mittelten die Wissenschaftler über die jeweils 50 Bereiche der Mikrowellenhintergrund-Karte, in denen sich die 50 größten Leerräume und die 50 gewaltigsten Galaxienhaufen befanden.

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