Auch indirekter Beweis für Dunkle Materie gelungen Einsteins Relativitätstheorie auf kosmologischen Distanzen bestätigt - scinexx | Das Wissensmagazin
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Auch indirekter Beweis für Dunkle Materie gelungen

Einsteins Relativitätstheorie auf kosmologischen Distanzen bestätigt

Galaxien sind im Raum nicht zufällig verteilt, sondern bilden Haufen. Jeder Punkt entspricht einer Galaxie, die rund 100 Milliarden Sterne umfasst. Die Distanzen zwischen den Galaxien beträgt typischerweise 100 Millionen Lichtjahre. © Sloan Digital Sky Survey (SDSS)

Albert Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie hält auch auf kosmologischen Distanzen stand. Dies hat jetzt ein internationales Forscherteam im Wissenschaftsmagazin „Nature“ gezeigt. Gleichzeitig erbrachten die Forscher in ihrer neuen Studie einen indirekten Beweis für die Existenz von Dunkler Materie.

Dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt, ist inzwischen eine anerkannte kosmologische Tatsache. Doch über die Ursachen, die diesem Phänomen zugrunde liegen, gehen die Meinungen auseinander: Für die einen Forscher ist es die Dunkle Energie, die für die beschleunigte Ausdehnung verantwortlich ist.

Andere Wissenschaftler dagegen vertreten die Ansicht, dass sich das Universum beschleunigt ausdehnt, weil sich Gravitation in kosmologischen Dimensionen verändert. Veränderungen der Gravitation werden zudem auch von den Wissenschaftlern, die die Existenz von Dunkler Materie verneinen, ins Feld geführt.

Relativitätstheorie auf harte Probe gestellt

Diese beiden Auffassungen stehen im Widerspruch zu der von Einstein entwickelten Gravitationstheorie, der allgemeinen Relativitätstheorie. In unserem Sonnensystem durchgeführte Präzisionsmessungen haben Einsteins Theorie bislang stets bestätigt. Doch in kosmologischen Dimensionen wurde die Theorie bis jetzt noch nicht stringent geprüft.

Eine internationale Forschungsgruppe, darunter Professor Uros Seljak und sein Team von der Universität Zürich, stellte Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie nun erstmals in bislang noch nie da gewesenen Größenordnungen auf eine harte Probe.

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Indirekter Beweis für Dunkle Materie

Für ihre Untersuchungen kombinierten die Forscher drei getrennte kosmologische Phänomene: Schwache Gravitationslinseneffekte, die Tatsache, dass Galaxien Haufen bilden und die Wachstumsrate von Strukturen in kosmologischen Zeiträumen. Für ihre Analysen führten sie Messungen an einer Stichprobe von 70.000 leuchtenden roten Galaxien aus dem Sloan Digital Sky Survey (SDSS) durch, einem internationalen Projekt, das ein Viertel des Himmels durchmustert.

Dieser Bereich zeigt den Zustand des Universums vor 3,5 Milliarden Jahren, als sich das Universum bereits beschleunigt ausdehnte. Eventuelle Abweichungen oder Widersprüche zu Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie müssten dort besonders deutlich ausfallen.

Messungen umfassten intergalaktische Distanzen

Die neuen Messungen umfassten intergalaktische Distanzen und Strecken, die um elf Größenordnungen über den klassischen Messungen im Sonnensystem lagen. Doch selbst auf diesen Distanzen konnten die Wissenschaftler keinerlei Abweichungen zur Allgemeinen Relativitätstheorie feststellen. Einsteins Theorie erfährt somit auch auf kosmologischer Ebene eine Bestätigung. Gleichzeitig liefern die neuen Resultate einen indirekten Beweis für die Existenz der Dunklen Materie.

(Universität Zürich, 11.03.2010 – DLO)

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