Dunkle Energie unter Beobachtung

Das Universum dehnt sich aus – und zwar immer schneller. Für diese beschleunigte Expansion machen Kosmologen eine bislang unbekannte Energieform verantwortlich. Was physikalisch hinter dieser sogenannten Dunklen Energie steckt, ist bislang unklar. Antworten suchen Astronomen unter anderem mit dem Dark Energy Survey. Seit 2013 untersuchen sie mit dieser Himmelsdurchmusterung etwa ein Achtel des gesamten Nachthimmels im optischen und nahinfraroten Spektralbereich. Jetzt veröffentlichte das Team eine erste kombinierte Auswertung der gemessenen Daten.

Die Kombination mehrerer Beobachtungsgrößen gelte seit Langem als mächtiges Verfahren, um kosmologische Parameter wie die Dunkle Energie zu bestimmen, so die Forscher der internationalen Kollaboration. Im Rahmen des Dark Energy Survey untersuchen die Wissenschaftler verschiedene Phänomene: Sie verfolgen die Helligkeit von Sternexplosionen, bestimmen die Form und Größe von Galaxien, zählen Galaxienhaufen und vermessen die großräumige Verteilung von Materie im Weltall. Mithilfe dieser Messungen können die Forscher letztlich nachvollziehen, wie sich die Expansion des Universums seit dem Urknall entwickelte. Dadurch lässt sich dann wiederum auf den Einfluss der Dunklen Energie schließen.

Der Allgemeinen Relativitätstheorie zufolge handelt es sich bei der Dunklen Energie um eine zeitlich konstante Größe. Denkbar ist jedoch auch, dass sich die Dunkle Energie im Lauf der kosmischen Evolution veränderte – und damit einen Hinweis auf eine „neue Physik“ jenseits der Relativitätstheorie liefert. Die jetzt veröffentlichten Daten deuten tatsächlich auf eine zeitliche Variation der Dunklen Energie hin. Allerdings sehen die beteiligten Forscher dieses Resultat mit Blick auf die große Fehlerspanne noch nicht als signifikant an.

Doch das Verfahren habe sich bewährt: „Bislang sammelte man unterschiedliche Daten mit unterschiedlichen Experimenten, die unterschiedlichen Kalibrierungen und systematischen Fehlern unterlagen“, so die Wissenschaftler. Die nun ausgewerteten Daten basieren dagegen auf einheitlicher Kalibrierung und einheitlichen Analyseverfahren. Die künftigen Messungen des Dark Energy Survey dürften die Fehlerspanne der Ergebnisse um das Zwei- bis Vierfache verkleinern, hoffen die Forscher. Dann sollte sich zeigen, ob sich die Dunkle Energie doch mit der Allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben lässt oder es tatsächlich einer neuen Theorie bedarf.