Röntgenbeobachtungen liefern unabhängige Bestätigung für Dunkle Energie - und zeigen ihren Einfluss auf die Evolution des Kosmos

Entwicklung von Galaxienhaufen

Moskau (Russland)/Cambridge (USA) - Galaxienhaufen, die größten Strukturen im Kosmos, wachsen deutlich langsamer, als es allein aufgrund ihrer Anziehungskraft zu erwarten wäre. Das zeigt die jahrelange Vermessung von insgesamt 86 Galaxienhaufen durch ein internationales Forscherteam. Die Röntgenbeobachtungen der Astronomen mit dem Satellitenobservatorium Chandra bestätigen damit, dass es eine Dunkle Energie gibt, die der Anziehungskraft entgegen wirkt und die Expansion des Universums beschleunigt. Die Wissenschaftler präsentieren ihre Messungen demnächst im Fachblatt "Astrophysical Journal".

"Was auch immer die Expansion des Kosmos beschleunigt - es bremst zugleich seine Entwicklung", erklärt Alexej Vikhlinin vom Institut für Weltraumforschung in Moskau, einer der an dem Projekt beteiligten Astronomen. Beobachtungen ferner Sterneexplosionen zeigten in den 1990er Jahren, dass die Expansion des Universums sich nicht, wie bis dahin vermutet, durch die Anziehungskraft der Materie verlangsamt, sondern im Gegenteil beschleunigt. Eine geheimnisvolle Dunkle Energie erfüllt den Raum und wirkt der Gravitation entgegen. Die Vermessung der Hintergrundstrahlung durch den Satelliten WMAP zeigte dann, dass diese Dunkle Energie sogar 72 Prozent der Gesamtenergie des Kosmos ausmacht.

Die Beobachtungen von Vikhlinin und seinen Kollegen liefern nun eine weitere unabhängige Bestätigung für die Existenz der Dunklen Energie und zeigen erstmals, wie diese rätselhafte Substanz die Entwicklung des Kosmos beeinflusst. Galaxienhaufen enthalten Hunderte oder gar Tausende von Galaxien. Durch ihre Schwerkraft ziehen sie ständig weitere Materie aus ihrer Umgebung an und wachsen so im Verlauf der Jahrmilliarden. Doch die Beschleunigung der kosmischen Expansion durch die Dunkle Energie wirkt diesem Prozess entgegen. Die Messungen von Vikhlinin und seinen Kollegen zeigen, dass die Galaxienhaufen im Verlauf der kosmischen Geschichte deutlich langsamer angewachsen sind, als es ohne die Wirkung der Dunklen Energie zu erwarten wäre.

Worum es sich bei der Dunklen Energie handelt, wissen die Wissenschaftler bislang nicht. Die von Vikhlinin und seinem Team beobachtete Entwicklung der Galaxienhaufen ist in Einklang mit einer zeitlich unveränderlichen Vakuumenergie, wie sie bereits Albert Einstein als zusätzliche Kosmologische Konstante in seine Allgemeine Relativitätstheorie eingeführt, später aber verworfen hatte. Die Ergebnisse sind aber nicht genau genug, um andere Modelle - wie etwa bislang unbekannte, zeitlich veränderlich Quantenfelder - auszuschließen.