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Dienstag, 23.05.2017
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Einsteins kosmologische Konstante rehabilitiert

Dunkle Energie beschleunigt Ausdehnung des Universums

Und Einstein hatte doch recht – mehr als er selbst ahnte: Der geniale Physiker hatte in seine Formel für die Ausdehnung des Universum eine „kosmologische Konstante“ eingefügt, als Notlösung, damit diese aufging. Später nahm er sie jedoch wieder heraus – zu Unrecht, wie sich jetzt herausstellt. Denn Astrophysiker haben herausgefunden, dass sich die so genannte Dunkle Energie im Kosmos genauso verhält, wie Einstein es für seine Konstante vorhergesagt hatte – und rehabilitieren damit den ursprünglichen Ansatz des Forschers.
Eine beobachtete Supernova

Eine beobachtete Supernova

Im Rahmen des internationalen Projekts Supernova Legacy Survey (SNLS) haben Forscher aus Frankreich und Kanada gemeinsam mit Wissenschaftlern an Großteleskopen in Großbritannien und den USA festgestellt, dass sich die rätselhafte Dunkle Energie, die heute als eine der Treibkräfte der Ausdehnung des Kosmos gilt, sich mit einer Abweichung von nur zehn Prozent genau so verhält, wie Einsteins kosmologische Konstante – dafür aber einige bisherigen Annahmen über den Haufen wirft.

Bevor die Dunkle Energie eingeführt wurde, hatte Einstein seine kosmologische Konstante erfunden, um seine Gleichungen in Übereinstimmung zu seinen Vorstellungen über das Universum bringen zu können. Später jedoch bereute er dies, nannte es sogar „seinen größten Fehltritt“. Jetzt allerdings könnte sich dieser vermeintliche Fehler als richtiger herausstellen als er damals realisieren konnte.

„Die Bedeutung ist gewaltig“, erklärt Ray Carlberg, Professor für Astronomie und Astrophysik an der Universität von Toronto. „Unsere Beobachtung widerspricht einer ganzen Reihe von theoretischen Annahmen über die Natur der Dunklen Energie, die beispielsweise vorhersagen, dass sie sich verändern muss, wenn sich das Universum ausdehnt. So weit wir feststellen können, tut sie dies jedoch nicht.“


Supernovae als „Beschleunigungsmesser“ des Kosmos


Das Projekt Supernova Legacy Survey (SNLS) zielt darauf ab, die Geschichte der Ausdehnung des Universums mithilfe der Kartierung von 700 entfernten Galaxien zu erforschen und zu rekonstruieren. Bisher haben die Wissenschaftler dabei bereits herausgefunden, dass sich diese Ausdehnung in der Vergangenheit langsamer vollzog, sich heute aber beschleunigt – offenbar angetrieben von einer bisher unbekannten Form der Energie, die Astrophysiker daher als Dunkle Energie bezeichnen.

Für ihre Beobachtungen nutzen die Forscher einige der größten Teleskope der Erde, darunter das Gemini Nord Teleskop und die beiden Keck Teleskope auf dem hawaiianischen Mauna Kea, das Gemini Süd Teleskop auf dem Cerro Pachón in den chilenischen Anden und die Very Large Telescopes (VLT) der Europäischen Südsternwarte auf dem chilenischen Paranal. Die bisherigen Ergebnisse basieren auf den Spektraldaten der ersten 20 Beobachtungsnächte von insgesamt mehr als 200 geplanten. Über die Rotverschiebung messen die Wissenschaftler die Geschwindigkeit der Supernovae und kartieren ihren Typ.

Supernovae bestätigen Konstante


“Wir haben uns ein sehr ehrgeiziges Ziel gesetzt – zu ermitteln, ob die Dunkle Energie durch Einsteins kosmologische Konstante erklärt werden kann oder ob wir eine neue physikalische Theorie brauchen“, erklärt Isobel Hook von der Universität von Oxford. „Bisher sind unsere Ergebnisse konsistent mit Einsteins Konstante.“ Saul Perlmutter, Professor für Physik an der Universität von Kalifornien in Berkeley und Co-Autor des jetzt in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics veröffentlichten Artikels fügt hinzu: “Die Daten sind besser als alles, was uns noch vor zehn Jahren hätten vorstellen können.“

Die Ergebnisse markieren seiner Ansicht nach den Beginn einer neuen Generation von kosmologischer Forschung mithilfe von Supernovae. Die Wissenschaftler erwarten von zukünftigen Ergebnissen die Verdopplung, vielleicht sogar Verdreifachung der Genauigkeit ihrer Beobachtungen und erhoffen sich die Lösung noch einiger verbleibender Rätsel über die Natur der Dunklen Energie.
(Particle Physics and Astronomy Research Council (PPARC), 24.11.2005 - NPO)
 
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