[/Untertitel]
Wenn Sie einen Ball in die Luft werfen, erwarten Sie, dass die Schwerkraft den Ball schließlich verlangsamt und wieder nach unten kommt. Aber was ist, wenn Sie einen Ball in die Luft werfen und er, anstatt wieder herunterzukommen, von Ihnen weg beschleunigt? Das ist im Grunde das, was mit unserem Universum passiert: Alles beschleunigt sich von allem anderen weg. Diese Beschleunigung wurde 1998 entdeckt, und Wissenschaftler glauben, dass „dunkle Energie“ dafür verantwortlich ist, eine Form der abstoßenden Schwerkraft, und sie macht den größten Teil des Universums aus, etwa 72 %. Wir wissen noch nicht, was es ist, aber jetzt haben Astronomen zum ersten Mal deutlich die Auswirkungen der dunklen Energie gesehen. Mit dem Chandra-Röntgenobservatorium haben Wissenschaftler verfolgt, wie dunkle Energie das Wachstum von Galaxienhaufen erstickt hat. Durch die Kombination dieser neuen Daten mit früheren Studien haben Wissenschaftler die bisher besten Hinweise darauf erhalten, was dunkle Energie ist, und ihre Existenz bestätigt. Und es gibt auch gute Nachrichten: Das expandierende Universum wird sich nicht selbst zerreißen.
Frühere Methoden der Dunkelenergieforschung haben Supernovae vom Typ Ia gemessen. Die neuen Röntgenergebnisse liefern einen entscheidenden unabhängigen Test der dunklen Energie, der von Wissenschaftlern seit langem gesucht wurde und der davon abhängt, wie die Schwerkraft mit der beschleunigten Expansion beim Wachstum kosmischer Strukturen konkurriert.
„Dieses Ergebnis könnte als ‚gebremste Entwicklung des Universums‘ bezeichnet werden“, sagte Alexey Vikhlinin vom Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, der die Forschung leitete. „Was immer die Expansion des Universums beschleunigt, zwingt auch zu einer Verlangsamung seiner Entwicklung.“
Vikhlinin und seine Kollegen nutzten Chandra, um das heiße Gas in Dutzenden von Galaxienhaufen zu beobachten, den größten kollabierten Objekten im Universum. Einige dieser Sternhaufen liegen relativ nahe beieinander und andere befinden sich mehr als auf der Hälfte des Universums.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Massenzunahme der Galaxienhaufen im Laufe der Zeit mit einem Universum ausrichtet, das von dunkler Energie dominiert wird. Es ist schwieriger für Objekte wie Galaxienhaufen zu wachsen, wenn der Weltraum gestreckt ist, wie es durch dunkle Energie verursacht wird. Vikhlinin und sein Team sehen diesen Effekt deutlich in ihren Daten. Die Ergebnisse stimmen bemerkenswert mit denen aus den Distanzmessungen überein, was zeigt, dass die Allgemeine Relativitätstheorie erwartungsgemäß auf großen Skalen gilt.
Zuvor war nicht sicher bekannt, ob dunkle Energie eine Konstante im gesamten Raum ist, mit einer Stärke, die sich mit der Entfernung oder Zeit nie ändert, oder ob sie eine Funktion des Raums selbst ist und sich die dunkle Energie ausdehnen und stärker werden würde, wenn sich der Raum ausdehnt. Mit anderen Worten, es war nicht bekannt, ob Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie und seine kosmologische Konstante richtig waren oder ob die Theorie für große Skalen modifiziert werden musste.
Aber die Chandra-Studie verstärkt den Beweis, dass dunkle Energie die kosmologische Konstante , und wird mit der Zeit nicht stärker, was dazu führen würde, dass sich das Universum schließlich selbst auseinanderreißt.
„Die Zusammenfassung all dieser Daten liefert uns den bisher stärksten Beweis dafür, dass die dunkle Energie die kosmologische Konstante ist, oder mit anderen Worten, dass ‚nichts etwas wiegt‘“, sagte Vikhlinin. 'Es sind noch viel mehr Tests erforderlich, aber bis jetzt sieht Einsteins Theorie so gut aus wie eh und je.'
Diese Ergebnisse haben Konsequenzen für die Vorhersage des endgültigen Schicksals des Universums. Wenn die dunkle Energie durch die kosmologische Konstante erklärt wird, wird sich die Expansion des Universums weiter beschleunigen und alles wird aus dem Blickfeld der Milchstraße und ihrer gravitativ gebundenen Nachbargalaxie Andromeda verschwinden. Dies wird nicht so schnell passieren, aber Vikhlinin sagte: „Verdoppeln Sie das Alter des Universums von heute an und Sie werden einen starken Einfluss sehen. Ein Astronom würde sagen, dies könnte ein guter Zeitpunkt sein, um kosmologische Forschungen zu finanzieren, denn weiter unten wird es nichts zu beobachten geben!“
Vikhlinins Papier finden Sie hier.
Quelle: Chandra-Pressemitteilung, Pressekonferenz