CHANDRA
Wie Dunkle Energie das Wachstum bremst
von Stefan Deiters
astronews.com
17. Dezember 2008

Mithilfe des Röntgenteleskops Chandra konnten Astronomen jetzt verfolgen, wie die mysteriöse Dunkle Energie das Wachstum von riesigen Galaxienhaufen behindert. Zusammen mit früheren Untersuchungen liefern die neuen Beobachtungsdaten nach Ansicht der Wissenschaftler die bislang besten Indizien für die wahre Natur der Dunklen Energie und erlauben einen Ausblick auf das Schicksal des Universums.

Der Galaxienhaufen Abell 85 in 740 Millionen Lichtjahren Entfernung. Für diese Ansicht wurden Röntgendaten von Chandra (lila) und optische Daten kombiniert. Die Chandra-Daten zeigen das heiße Gas zwischen den Galaxien des Haufens. Bild: NASA / CXC / SAO / A.Vikhlinin et al. (Röntgendaten); SDSS (Optisch)

Die jetzt vorgelegten Ergebnisse sind das Resultat einer mehrjährigen Untersuchung und liefern unabhängige Daten zur Existenz und den Auswirkungen von Dunkler Energie im Universum. Die Röntgenbeobachtungen zeigen, wie die Dunkle Energie, die für eine beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich gemacht wird, das Wachstum großer Strukturen beeinflusst. Dabei konkurriert die Anziehungskraft der Masse mit der beschleunigten Expansion.

Um was es sich bei der Dunklen Energie, die nach Ansicht der Wissenschaftler heute unser Universum dominiert, wirklich handelt, ist bislang vollkommen unklar. Es könnte sich um eine Form von Einsteins kosmologischer Konstante handeln und somit quasi um den Energiegehalt des Vakuums. Sie könnte aber auch auf einen Änderung der Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie auf sehr großen Entfernungen oder auf die Effekte eines bislang unbekannten physikalischen Feldes zurückzuführen sein. Um herauszufinden, welche dieser Ideen der Wahrheit am nächsten kommt, habe die Astronomen nun versucht zu ermitteln, wie die durch die Dunkle Energie beschleunigte Ausdehnung des Alls das Wachstum von großen Galaxienhaufen beeinflusst. Diese Galaxienhaufen sind die größten zusammenhängenden Strukturen im Universum.

"Was immer die Expansion des Universums antreibt, bremst auch gleichzeitig seine Entwicklung", meint Alexy Vikhlinin vom Smithsonian Astrophysical Observatory im amerikanischen Cambridge, der die Studie leitete. Vikhlinin und seinen Kollegen haben mit Hilfe des Röntgenteleskops Chandra das heiße Gas in Dutzenden von Galaxienhaufen in ganz unterschiedlicher Entfernung untersucht. Die Astronomen stellten dabei fest, dass das beobachtete Wachstum der Galaxienhaufen mit einem von Dunkler Energie dominiertem Universum übereinstimmt. Die Entstehung von Strukturen wie Galaxienhaufen sollte nämlich deutlich schwieriger sein und damit langsamer ablaufen, wenn der Raum durch eine beschleunigte Expansion gedehnt wird. Die Beobachtungsdaten sprechen zudem dafür, dass die Gesetze der allgemeinen Relativitätstheorie auch in großer Entfernung gelten.

"Viele Jahre haben Wissenschaftler versucht herauszufinden, wie Gravitation auf großen Skalen wirkt und jetzt haben wir endlich Ergebnisse", meint Vikhlinins Kollege und Gruppenmitglied William Forman. "Bei diesem Test hätte die allgemeine Relativitätstheorie auch durchaus durchfallen können." Kombiniert mit anderen Resultaten deuten die neuen Untersuchungen darauf hin, dass die Dunkle Energie am ehesten mit einer kosmologischen Konstante verglichen werden kann, obwohl es hier noch erhebliche Diskrepanzen zwischen den Vorhersagen der Modelle und den Beobachtungen gibt.

"Wenn man alle Daten zusammen betrachtet, erhalten wir sehr starke Hinweise darauf, dass es sich bei der Dunklen Energie um die kosmologische Konstante handelt", so Vikhlinin. "Oder mit anderen Wort: Das Nichts wiegt etwas. Allerdings sind noch viele weitere Tests nötig. Aber bis jetzt sieht Einsteins Theorie immer noch so gut wie immer aus."

Wenn die Astronomen recht behalten, hat dies auch Konsequenzen für das Schicksal des Universums: So wird sich das Weltall immer schneller ausbreiten und unsere lokale Gruppe nie mit dem Virgo-Galaxienhaufen verschmelzen. Im Gegenteil: In vielleicht Hundert Milliarden Jahren würden alle ferneren Galaxien aus dem Blickfeld der Milchstraße verschwunden sein und sich vielleicht sogar der lokale Galaxienhaufen aufgelöst haben. Es könnte also sehr einsam werden im All.