Die Dunkle Energie ist dynamisch – und keine konstante Größe in der schnellen Expansion des Universums. Zu diesem Schluss kam ein internationales Forscherteam in dieser Woche.
Das Dark Energy Spectroscopic Instrument, kurz DESI, vereint über 900 Wissenschaftler:innen aus der ganzen Welt. Das Projekt hat gigantische Karten des Universums erstellt und damit einige der größten bekannten Strukturen im Kosmos sichtbar gemacht – darunter auch die Ursprünge der bislang mächtigsten Strömungen. Der neueste Bericht des DESI stellt grundlegende Annahmen über die Dunkle Energie und ihre Rolle im Universum infrage.
Die unsichtbare Mehrheit des Universums
Wissenschaftler:innen gehen davon aus, dass der Großteil des Universums aus Dunkler Materie und Dunkler Energie besteht. Dunkle Materie macht etwa 27 % des bekannten Universums aus – ihr Name stammt von ihrer Wirkung auf andere Materie durch Gravitation. Sie ist so winzig und schwer fassbar, dass sie sich mit Teleskopen nicht direkt beobachten lässt.
Die sichtbare Materie, also alles von deiner Kaffeetasse über ferne Planeten bis hin zu den ältesten Galaxien, macht gerade einmal 5 % des Kosmos aus. Das bedeutet: Dunkle Energie ist für unglaubliche 68 % von allem verantwortlich, was wir für existent halten.
Ein Modell kommt ins Wanken
Die Vorstellung, dass Dunkle Energie konstant sei – also vor zehn Milliarden Jahren genauso wirkte wie heute und auch in zehn Milliarden Jahren – ist fest im gängigen Lambda-CDM-Modell des Universums verankert. Doch genau dieses Modell gerät nun ins Wanken, erklärt Rossana Ruggeri, Physikerin an der University of Queensland und Teil des DESI-Teams.
„Die erste Datenreihe deutete bereits an, dass sich die Dunkle Energie möglicherweise nicht wie eine einfache kosmologische Konstante verhält – aber die Hinweise waren noch nicht stark genug“, schrieb Ruggeri in The Conversation. „Jetzt hat die zweite Datenreihe diese Hinweise verstärkt.“
Ein neues Schicksal für das Universum?
Auch wenn die aktuellen Daten noch nicht die statistische Signifikanz für einen gesicherten wissenschaftlichen Durchbruch erreichen, zeichnen sie ein deutliches Bild: Etwas verändert sich – und das könnte bedeuten, dass unser bisheriges Modell überarbeitet werden muss. Sollte sich die Dunkle Energie tatsächlich im Laufe der Zeit verändern, hätte das tiefgreifende Folgen für das endgültige Schicksal des Universums.
Laut den neuen DESI-Zahlen könnte die Dunkle Energie entweder die Expansion des Universums weiter beschleunigen oder sogar eine Umkehr einleiten – ein „Big Crunch“, bei dem das Universum in sich zusammenfällt und zu einer Singularität wird.
Öffentliche Daten, gigantisches Ausmaß
Die ersten veröffentlichten Daten des DESI-Projekts umfassen 270 Terabyte – und sind damit nur ein Bruchteil dessen, was im Laufe des fünfjährigen Projekts noch kommen soll. Bereits jetzt enthalten sie Informationen zu 18,7 Millionen Objekten aus den Tiefen des Weltalls, einschließlich extrem weit entfernter Galaxien und einer Zeitspanne von 11 Milliarden Jahren kosmischer Geschichte. Die Daten sind öffentlich zugänglich, und ein Teil lässt sich über den Legacy Survey Sky Browser direkt erkunden.
„DESI arbeitet mit konstantem Tempo daran, 3D-Karten des Universums zu erstellen, die sich von Dekade zu Dekade verzehnfachen“, erklärte David Schlegel, führender Wissenschaftler am Berkeley Lab. „Das ist unsere Version des Moore’schen Gesetzes in der Kosmologie.“
Der schnellste Blick in den Kosmos
Bei klarem Himmel kann DESI pro Nacht Daten von mehr als 100.000 Objekten erfassen. Das Instrument sitzt auf dem 4-Meter-Teleskop Nicholas U. Mayall des NSF NOIRLab im Kitt Peak National Observatory in Arizona.
Die aktuelle Veröffentlichung umfasst mehr als doppelt so viele Objekte außerhalb der Milchstraße wie alle bisherigen 3D-spektroskopischen Studien zusammen – ein eindrucksvolles Zeugnis dafür, wie umfassend unser Verständnis vom Universum durch solche Projekte wachsen kann.
Aktuell befindet sich DESI im vierten Jahr seiner fünfjährigen Datensammlung. Ziel ist es, Spektren von mehr als 50 Millionen Galaxien und Quasaren zu erfassen. Wenn dieses gewaltige Datenvolumen ausgewertet ist, könnten wir ein völlig neues Verständnis davon haben, welche Rolle die Dunkle Energie im Universum tatsächlich spielt – und wie sich diese Rolle mit der Zeit verändert.
