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Relativitätstheorie stimmt auch auf großen Skalen
Redaktion
/ Pressemitteilung der Universität Zürich
astronews.com
11. März 2010
Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie stimmt auch auf
kosmologischen Distanzen. Dies konnte eine internationale Forschungsgruppe
nun mit einer Analyse der Verteilung von Galaxien bis in eine Entfernung von
mindestens 3,5 Milliarden Lichtjahren zeigen. Gleichzeitig erbrachten die
Forscher dabei einen indirekten Beweis für die Existenz von Dunkler Materie.
Galaxien sind im Raum nicht zufällig
verteilt, sondern bilden Haufen. Jeder Punkt
entspricht einer Galaxie, die rund 100 Milliarden
Sterne umfasst. Die Distanzen zwischen den
Galaxien beträgt typischerweise 100 Millionen
Lichtjahre.
Bild: Sloan Digital Sky Survey (SDSS) [Großansicht] |
Die meisten Kosmologen stimmen heute darin überein, dass sich das
Universum beschleunigt ausdehnt. Doch über die Ursachen, die diesem
Phänomen zugrunde liegen, gehen die Meinungen auseinander: Für die einen
Forscher ist es die Dunkle Energie, die für die beschleunigte Ausdehnung
verantwortlich ist. Andere dagegen vertreten die Ansicht, dass sich das
Universum beschleunigt ausdehnt, weil sich die Gravitation in
kosmologischen Dimensionen verändert. Veränderungen der Gravitation
werden zudem auch von den Wissenschaftlern, welche die Existenz von
Dunkler Materie verneinen, ins Feld geführt.
Diese beiden Auffassungen stehen im Widerspruch zu der von Einstein
entwickelten Gravitationstheorie, der allgemeinen Relativitätstheorie.
In unserem Sonnensystem durchgeführte Präzisionsmessungen haben
Einsteins Theorie bislang stets bestätigt. Doch in kosmologischen
Dimensionen wurde die Theorie bis jetzt noch nicht stringent geprüft.
Eine internationale Forschungsgruppe, darunter Professor Uros Seljak und
sein Team von der Universität Zürich, stellte Einsteins allgemeine
Relativitätstheorie nun erstmals in bislang noch nie da gewesenen
Größenordnungen auf eine harte Probe.
Für ihre Untersuchungen kombinierten die Forscher drei getrennte
kosmologische Phänomene: Schwache Gravitationslinseneffekte, die
Tatsache, dass Galaxien Haufen bilden und die Wachstumsrate von
Strukturen in kosmologischen Zeiträumen. Für ihre Analysen führten sie
Messungen an einer Stichprobe von 70.000 leuchtenden roten Galaxien aus
dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) durch, einem
internationalen Projekt, das einen Viertel des Himmels durchmustert.
Dieser Bereich zeigt den Zustand des Universums vor 3,5 Milliarden
Jahren, als sich das Universum bereits beschleunigt ausdehnte.
Eventuelle Abweichungen oder Widersprüche zu Einsteins Allgemeiner
Relativitätstheorie müssten dort besonders deutlich ausfallen.
Die neuen Messungen umfassten intergalaktische Distanzen und Strecken,
die um 11 Größenordnungen über den klassischen Messungen im Sonnensystem
lagen. Doch selbst auf diesen Distanzen konnten keinerlei Abweichungen
zur Allgemeinen Relativitätstheorie festgestellt werden. Einsteins
Theorie erfährt somit auch auf kosmologischer Ebene eine Bestätigung.
Gleichzeitig liefern die neuen Resultate einen indirekten Beweis für die
Existenz der Dunklen Materie.
Die Ergebnisse der Forschergruppe, die in der heutigen Ausgabe der
Fachzeitschrift Nature veröffentlicht werden, würden nach
Aussagen der beteiligten Astronomen zudem auch einer Ende vergangenen
Jahres erschienenen Untersuchung widersprechen, nach der sich im ganz
jungen Universum, also vor acht bis elf Milliarden Jahren, die Wirkung
der Gravitation nicht mehr korrekt durch die allgemeine
Relativitätstheorie beschreiben lässt.
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