Kurz nach dem Urknall, als das Universum sich mit unvorstellbarer Geschwindigkeit ausdehnte, gab es erste Fluktuationen von Materie: es gab Bereiche, in denen die ersten Teilchen ein wenig dichter beieinander waren als in anderen. Hier bildeten sich die Keime für Sterne und Galaxien.
"Man kann sich die Galaxienverteilung im Prinzip ein bisschen so vorstellen, wie einen Schwamm oder wie Bierschaum. Immer da wo die Blasen zusammenstoßen, da sind die Galaxien."
Stefanie Phleps vom Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik in Garching. Sie arbeitet in einem großen internationalen Team von Astronomen, das es sich zur Aufgabe gemacht hat, den gesamten Himmel nach Galaxien abzusuchen. Phleps:
"Wir haben ein Teleskop das ist zum Beispiel in Hawaii, das beobachtet den gesamten sichtbaren Himmel von dort aus. Das ist eine riesige Himmelsüberdeckung, wir gehen sehr, sehr tief ins Weltall rein und werden ungefähr 200 Millionen Galaxien entdecken, 100 davon sind gut brauchbar: 100 Millionen. Das ist eine Zahl, die vollkommen unerreicht ist bis jetzt."
Datenmengen, mit denen es möglich wird, die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums präzise zu messen. Die Astronomen weltweit wollen der "Dunkle Energie" auf die Spur kommen, jener mysteriösen Kraft, die das Universum seit dem Urknall auseinander treibt. Dazu verwenden sie eine Vielzahl von Methoden. Stefanie Phleps und ihre Kollegen untersuchen einen komplizierten Effekt, der sich "Baryonische Akustische Oszillationen" nennt. Im Wesentlichen geht es hier darum zu schauen, wo die Galaxien im Universum dichter beieinander liegen als anderswo. Diese Verteilung geht zurück auf sehr genau berechenbare Fluktuationen aus einer Zeit, als das Universum noch sehr jung und sehr heiß war. Diese Keime von Galaxien lassen sich genau berechnen und ermöglichen es, die Bewegungen der Galaxien genau zu kartieren. Robert Nichol von der Universität von Portsmouth in England.
"Wir haben eine Art universelle Messlatte für das Universum. Etwa so wie die rot-weiß gestreiften Stangen, mit denen Vermessungsingenieure arbeiten. Sie peilen die Stange und messen den Winkel der Stange aus der Entfernung, um daraus dann die Entfernungen zu berechnen. Genau das tun wir im Universum, wir messen Winkel in der Materieverteilung und bestimmen daraus dann Abstände sowie die Geschwindigkeit, mit der sich Abstände im Laufe der Zeit verändern."
Robert Nichol, Stefanie Phleps und ihre Kollegen sind damit in der Lage die beschleunigte Ausdehnung des Kosmos zu vermessen. Ihr großes Ziel ist es zu entscheiden, ob es sich bei der Dunkle Energie um eine Konstante handelt, die immer gleich groß ist, oder ob die Dunkle Energie sich im Verlauf des Universums ändert. In den aktuellen Messdaten haben die Astronomen bereits erste Hinweise darauf gefunden, dass diese treibende Kraft tatsächlich veränderlich ist. Noch aber reicht die statistische Qualität dieser ersten Ergebnisse nicht aus für eindeutige Aussagen. Aber es deutet sich an, dass die Astronomen diese Frage in den kommenden Jahren beantworten werden. Phleps:
"Was man dann nicht so schnell sagen kann, ist, wenn es keine kosmologische Konstante ist, was es dann ist. Dann wissen wir auch nicht den physikalischen Hintergrund. Da sind dann die Theoretiker gefordert, die ihre Modelle bringen. Und die auch andere Beobachtungsmöglichkeiten bringen, ob es überhaupt eine Dunkle Energie ist, oder ob zum Beispiel an unserer Vorstellung von der Gravitation etwas nicht stimmt."
Nichol:
"Wenn ich also wetten würde, würde ich mein Geld darauf setzen, dass wir Einsteins Relativitätstheorie ändern werden, in zehn, 20 vielleicht 30 Jahren. Eine solche erweiterte Theorie der Gravitation wird es uns dann erlauben, die Beschleunigung des Universums zu erklären."
Vor knapp 100 Jahren gelang es Albert Einstein die Gravitationstheorie Isaak Newtons zu erweitern – mit seiner Relativitätstheorie. Seither können die Astronomen die Bewegungen in Sonnensystemen und Galaxien genau berechnen. Möglicherweise steht nun wiederum eine Erweiterung der Relativitätstheorie an. Eine Erweiterung, die es den Astronomen ermöglicht, die Entwicklung des gesamten Kosmos zu verstehen.
"Man kann sich die Galaxienverteilung im Prinzip ein bisschen so vorstellen, wie einen Schwamm oder wie Bierschaum. Immer da wo die Blasen zusammenstoßen, da sind die Galaxien."
Stefanie Phleps vom Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik in Garching. Sie arbeitet in einem großen internationalen Team von Astronomen, das es sich zur Aufgabe gemacht hat, den gesamten Himmel nach Galaxien abzusuchen. Phleps:
"Wir haben ein Teleskop das ist zum Beispiel in Hawaii, das beobachtet den gesamten sichtbaren Himmel von dort aus. Das ist eine riesige Himmelsüberdeckung, wir gehen sehr, sehr tief ins Weltall rein und werden ungefähr 200 Millionen Galaxien entdecken, 100 davon sind gut brauchbar: 100 Millionen. Das ist eine Zahl, die vollkommen unerreicht ist bis jetzt."
Datenmengen, mit denen es möglich wird, die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums präzise zu messen. Die Astronomen weltweit wollen der "Dunkle Energie" auf die Spur kommen, jener mysteriösen Kraft, die das Universum seit dem Urknall auseinander treibt. Dazu verwenden sie eine Vielzahl von Methoden. Stefanie Phleps und ihre Kollegen untersuchen einen komplizierten Effekt, der sich "Baryonische Akustische Oszillationen" nennt. Im Wesentlichen geht es hier darum zu schauen, wo die Galaxien im Universum dichter beieinander liegen als anderswo. Diese Verteilung geht zurück auf sehr genau berechenbare Fluktuationen aus einer Zeit, als das Universum noch sehr jung und sehr heiß war. Diese Keime von Galaxien lassen sich genau berechnen und ermöglichen es, die Bewegungen der Galaxien genau zu kartieren. Robert Nichol von der Universität von Portsmouth in England.
"Wir haben eine Art universelle Messlatte für das Universum. Etwa so wie die rot-weiß gestreiften Stangen, mit denen Vermessungsingenieure arbeiten. Sie peilen die Stange und messen den Winkel der Stange aus der Entfernung, um daraus dann die Entfernungen zu berechnen. Genau das tun wir im Universum, wir messen Winkel in der Materieverteilung und bestimmen daraus dann Abstände sowie die Geschwindigkeit, mit der sich Abstände im Laufe der Zeit verändern."
Robert Nichol, Stefanie Phleps und ihre Kollegen sind damit in der Lage die beschleunigte Ausdehnung des Kosmos zu vermessen. Ihr großes Ziel ist es zu entscheiden, ob es sich bei der Dunkle Energie um eine Konstante handelt, die immer gleich groß ist, oder ob die Dunkle Energie sich im Verlauf des Universums ändert. In den aktuellen Messdaten haben die Astronomen bereits erste Hinweise darauf gefunden, dass diese treibende Kraft tatsächlich veränderlich ist. Noch aber reicht die statistische Qualität dieser ersten Ergebnisse nicht aus für eindeutige Aussagen. Aber es deutet sich an, dass die Astronomen diese Frage in den kommenden Jahren beantworten werden. Phleps:
"Was man dann nicht so schnell sagen kann, ist, wenn es keine kosmologische Konstante ist, was es dann ist. Dann wissen wir auch nicht den physikalischen Hintergrund. Da sind dann die Theoretiker gefordert, die ihre Modelle bringen. Und die auch andere Beobachtungsmöglichkeiten bringen, ob es überhaupt eine Dunkle Energie ist, oder ob zum Beispiel an unserer Vorstellung von der Gravitation etwas nicht stimmt."
Nichol:
"Wenn ich also wetten würde, würde ich mein Geld darauf setzen, dass wir Einsteins Relativitätstheorie ändern werden, in zehn, 20 vielleicht 30 Jahren. Eine solche erweiterte Theorie der Gravitation wird es uns dann erlauben, die Beschleunigung des Universums zu erklären."
Vor knapp 100 Jahren gelang es Albert Einstein die Gravitationstheorie Isaak Newtons zu erweitern – mit seiner Relativitätstheorie. Seither können die Astronomen die Bewegungen in Sonnensystemen und Galaxien genau berechnen. Möglicherweise steht nun wiederum eine Erweiterung der Relativitätstheorie an. Eine Erweiterung, die es den Astronomen ermöglicht, die Entwicklung des gesamten Kosmos zu verstehen.