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DUNKLE ENERGIE
Galaxienpaare verraten Dunkle Energie
von Rainer Kayser
26. November 2010

Das Weltall ist flach und wird von einer mysteriösen Dunklen Energie dominiert. Dies folgert ein Forscher-Duo aus Frankreich mit einem von bisherigen Methoden völlig unabhängigen, rein geometrischen Verfahren und bestätigt damit das Standardmodell der Kosmologie. Die Wissenschaftler betrachteten dazu die Orientierung von Galaxienpaaren.

NGC 6786

Ein Galaxienpaar im Sternbild Drache in rund 350 Millionen Lichtjahren Entfernung. Bild: NASA, ESA, das Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA / Hubble Collaboration und A. Evans (University of Virginia, Charlottesville / NRAO / Stony Brook University)

Das Weltall ist nicht gekrümmt, eine mysteriöse Dunkle Energie dominiert die Energiedichte des Universums und diese Dunkle Energie lässt sich als eine konstante Vakuumenergie beschreiben. Mit einem von bisherigen Methoden völlig unabhängigen, rein geometrischen Verfahren ist es einem Forscher-Duo aus Frankreich gelungen, dieses Standardmodell der Kosmologie zu bestätigen. Die Forscher hoffen, dass das Verfahren mit den Daten künftiger Durchmusterungen des Himmels nach weit entfernten Galaxien den Kosmologen strenge Einschränkungen für die physikalische Natur der Dunklen Energie liefern kann.

Christian Marinoni und Adeline Buzzi vom Centre de Physique Théorique der Université de Provence in Marseille haben die Verteilung der Orientierung von Galaxienpaaren untersucht. Die Erwartung ist, dass diese Orientierung rein zufällig ist, also keinerlei Vorzugsrichtung zeigt.

Eine solche zufällige Orientierung erhält man aber nur, wenn man bei der Auswertung der Beobachtungsdaten das korrekte kosmologische Modell verwendet. Wie Marinoni und Buzzi im Fachblatt Nature berichten, liefert ein flaches Weltall ohne Krümmung, eine Dunkle Energie, die etwa drei Viertel des gesamten Masse-Energie-Inhalts des Universums ausmacht, sowie die Annahme einer konstanten Vakuumenergie als Ursache dieser Dunklen Energie die beste Übereinstimmung mit der Annahme einer gleichmäßigen Verteilung der Orientierungen.

Beobachtungen ferner Sterneexplosionen haben Ende der 1990er Jahre gezeigt, dass die Expansion des Universums sich nicht, wie bis dahin vermutet, durch die Anziehungskraft der Materie verlangsamt, sondern im Gegenteil beschleunigt. Eine geheimnisvolle Dunkle Energie erfüllt den Raum und wirkt der Gravitation entgegen. Auch die Vermessung von Temperaturschwankungen in der kosmischen Hintergrundstrahlung - dem Strahlungsecho des Urknalls - hat gezeigt, dass die Dunkle Energie der dominierende Bestandteil des Universums ist. Die Bedeutung des neuen Verfahrens von Marinoni und Buzzi liegt darin, dass es rein geometrisch und völlig unabhängig von zusätzlichen theoretischen Annahmen ist.

Normale Materie, aus der alle sichtbaren Objekte im Kosmos bestehen - Galaxien, Sterne, Planeten -, machen nach heutigen Erkenntnissen lediglich vier Prozent des Masse-Energie-Inhalts des Kosmos aus. Es dominieren mit 23 Prozent Dunkle Materie und mit 73 Prozent Dunkle Energie. Worum es sich bei diesen Substanzen physikalisch handelt, zählt zu den großen Fragen der modernen Astrophysik. Marinoni und Buzzi hoffen, dass ihr Verfahren künftig dazu beitragen kann, die physikalische Natur der Dunklen Energie zu enträtseln.

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