Wissenschaftler beleuchten Dunkle Energie

Europäische Kosmologen haben Licht ins Dunkel eines der größten Rätsel der Astronomie gebracht: Wie misst man Dunkle Energie? In einem Artikel in den "Monthly Notices" der "Royal Astronomical Society" beschreiben die Forscher der Durham University, VK, wie sie anhand einer S...

Europäische Kosmologen haben Licht ins Dunkel eines der größten Rätsel der Astronomie gebracht: Wie misst man Dunkle Energie?

In einem Artikel in den "Monthly Notices" der "Royal Astronomical Society" beschreiben die Forscher der Durham University, VK, wie sie anhand einer Serie von Computersimulationen Schnappschüsse des gesamten Universums erzeugt haben.

Die Ergebnisse dieser Simulationen, die von einem Team unter Koleitung von Professor Carlos Frenk durchgeführt wurden, zeigen, wie man Dunkle Energie misst - eine Kraft, die der Schwerkraft entgegenwirkt und die das Schicksal des Kosmos entscheiden könnte.

Die Kraft ist so sensibel und doch so alldurchdringend, dass sie das Schicksal des Universums bestimmen wird. Die Forscher wissen jedoch nicht, um was es sich bei dieser Kraft handelt, wo sie ist und ob sie tatsächlich existiert.

Die Entdeckung der Dunklen Energie im Jahr 1998 kam unerwartet und die Sammlung gesicherter Erkenntnisse über ihre Charakteristika ist eines der größten Probleme der Physik, erklärt Professor Frank.

Die meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass Dunkle Energie, aus der 70 Prozent des Universums bestehen, die beschleunigte Expansion des Universums antreibt. Setzt sich dieser Trend fort, könnte es zu einem "Big Freeze" - der Großen Kälte - kommen, da das Universum auseinandergerissen und sich in eine gigantische kalte Einöde sterbender Sterne und Schwarzer Löcher verwandeln würde.

Elf Tage brauchte der Computer der Universität Durham, die "Cosmology Machine", für die Simulationen. Analysiert wurden winzige Wellen in der Verteilung der Materie im Universum, die von Schallwellen erzeugt werden, deren Echo einige tausend Jahre nach dem Urknall durch das Universum reiste.

Die Wissenschaftler stellten grafisch dar, wie die Kräuselwellen das Wachstum des Universums beeinflussten und entdeckten dabei, dass sich die Länge der Wellen veränderte - eine wesentliche Erkenntnis für die Messung Dunkler Energie.

Frank zufolge kann die Simulation der heute sichtbaren Wellenreste als "Goldstandard" benutzt werden. Vergleicht man das heutige Universum mit diesem Standard, "können wir ableiten, wie sich das Universum ausgedehnt hat und dann, welche Eigenschaften die Dunkle Energie hat".

"Astronomen müssen sich mit dem einen Universum zufriedengeben, in dem wir leben. Die Simulationen erlauben es uns jedoch, mit dem zu experimentieren, was hätte geschehen können, wenn es mehr oder weniger Dunkle Energie im Universum gegeben hätte", so Frank.

Das Forschungsprojekt wurde vom britischen "Science and Technology Facilities Council" (STFC) und von der Europäischen Kommission gefördert.

Im Laufe der nächsten zehn Jahre sind diverse Experimente zur Erforschung der Dunklen Energie geplant. Die Ergebnisse werden wichtigen Input für die Konzeption einer eventuellen Satellitenmission mit dem Namen SPACE - SPectroscopic All-sky Cosmic Explorer - bieten, die dem Geheimnis der Dunklen Energie endgültig auf die Spur kommen könnte. Die Simulationen an der Universität Durham zeigen, dass die SPACE-Satellitenmission machbar ist.

Das Projekt wurde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) von einem internationalen Forscherkonsortium, darunter auch das Team aus Durham, vorgeschlagen. Es hat bereits die zweite Bewertungsrunde geschafft.

Einer der leitenden Forscher, Professor Andrea Cimatti von der Universität Bologna, sagte: "Dank der ICC-Simulationen können wir jetzt vorhersagen, was SPACE beobachten würde und die Entwicklung der Missionsparameter planen, damit wir eine dreidimensionale Karte des Universums erstellen und sie mit den Vorhersagen der Simulationen vergleichen können."

"Aufgrund dieses Vergleichs können wir dann das Geheimnis der Dunklen Energie lüften und verstehen, wie die Strukturen im Universum entstanden sind und sich im Laufe der kosmischen Zeit entwickelt haben", fügte er hinzu.

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