Raumfahrt

Das Ende aller Dinge

Von Ulf von Rauchhaupt

DruckenVersendenSpeichernVorherige Seite

Sternexplosionen beschleunigen die kosmische Expansion

22. Februar 2004 Die Antwort auf die letze Frage des Kosmos lautet weder Alpha noch Omega sondern "w". Wie es sich für zeitgemäße Antworten auf wichtige Fragen gehört, ist w eine Zahl. Allerdings eine negative - und da fingen vor sechs Jahren die Probleme schon an.

Damals wurde Adam Riess ein bekannter Mann. Der junge Astronom, über dessen Verwandtschaft mit dem Rechenvater gleichen Namens leider nichts näheres bekannt ist, trat 1998 mit Meßergebnissen an die Öffentlichkeit, welche die Fachwelt schockierten, wie kaum ein astronomischer Befund seit Edwin P. Hubbles Entdeckung, daß das Universum sich beständig ausdehnt.

"Dunkle Energie"

Das Team vom Space Telescope Science Institute in Baltimore, dem Riess angehört, hatte aus Beobachtungen extrem weit entferter Sternexplosionen, sogenannter Supernovae, geschlossen, daß die Beschleunigung der kosmischen Expansion keineswegs von der Schwerkraftwirkung der auseinanderfliegenden Galaxien abgebremst wird, sondern sich, ganz im Gegenteil, sogar noch beschleunigt.

Mit Einsteins Gravitationstheorie war das nur vereinbar, wenn es da außer Raum, Zeit und Materie - ob dunkel oder sichtbar - noch etwas andere gab. Dieses andere muß gut 70 Prozent von allem ausmachen, was im Universum Schwerkraft ausüben kann. Es wirkt allerdings nicht anziehend, sondern abstoßend - daher das Minuszeichen. Das war aber auch schon alles, was man über das unsichtbare Agens wußte. Ein Theoretiker gab dem Quotienten aus seinem Druck und seiner Dichte das Formelzeichen "w" und weil der Ausdruck "Dunkles Materie" schon für etwas anderes verwendet wurde, taufte man das rätselhafte Etwas "dunkle Energie" - aus reiner Verlegenheit.

Schicksal des Universums

Vorgestern abend sprach Adam Riess wieder vor der Presse, genauer: vor den 28 Journalisten, die von der erst drei Stunden zuvor herausgegebenen Pressemitteilung der Nasa erfahren hatten und sich telephonisch dazuschalten konnten. Die Astronomen hatten Spektakuläres zu verkünden, und sie hatten es offenbar sehr eilig.

Es gab Neues zu "w". "Wir beginnen eine Ahnung von den fundamentalen Eigenschaften der Dunklen Energie zu bekommen." Riess hatte Mühe, seine Erregung zu verbergen, als er verkündete, neue Beobachtungen mit dem Hubble Space Telescope könnten nun endlich Genaueres zum Wert von "w" sagen. Empirisch stand bisher nur fest, daß er negativ ist. Wie negativ - und ob er mit der Zeit steigt oder fällt, daran hängt nach der Überzeugung der großen Mehrheit der Kosmologen nichts Geringeres ab als das endgültige Schicksal des Universums.

"Big Crunch"

Würde die abstoßende Kraft mit der Zeit immer schwächer, verschwände schließlich ganz oder verwandelte sich zu einer anziehenden Kraft, dann kehrte sich die Expansion irgendwann um. Das All würde am Ende in einem "Big Crunch" (einem großen Zermalmen) zusammenstürzen. Nicht wenige Physiker halten das für möglich, falls die Dunkle Energie eine Art Kraftfeld ist. Sie haben es "Quintessenz" getauft und hoffen, daß es sich einmal aus einer - bislang noch hypothetischen - fundamentalen physikalischen Theorie wie der Stringtheorie ergibt.

Was aber, wenn die abstoßende Kraft immer stärker wird? Auch dann stürbe der Kosmos einen äußerst gewaltsamen Tod. Eine entsprechende Quintessenz-Theorie machte im vergangenen Jahr Furore. Demnach würde das Universum immer schneller expandieren. Zunächst würden nur die Galaxien auseinander fliegen. Dann aber löste der sich blähende Raum die Sternensysteme auf. Bald wären auch die Sterne selber samt ihrer Planeten dran und schließlich würden sogar Atome von dem an allen Orten zugleich explodierenden Vakuum zerissen. Das Universum verschwände in einem katastrophalen "Big Rip" (einem großen Riß) im physikalischen Nirvana.

Kosmische Expansion

Nun gibt es zwischen Big Crunch und Big Rip noch ein drittes Szenario. Zu diesem kommt es, wenn "w" den konstanten Wert minus eins hat und immer behält. Dann handelt es sich bei der Dunklen Energie um etwas, was man "kosmologische Konstante" nennt und was bereits Albert Einstein erwog. Der hatte 1917 zu seinem Schrecken feststellen, daß seine nagelneue Gravitationstheorie kein im Großen unverändertes Universum zuließ - es sei denn, er führte eben solch eine kosmologische Konstante ein.

Nach Hubbles Entdeckung der kosmischen Expansion verwarf Einstein die Konstante als seine "größte Eselei". Sie verschwand in der Versenkung und tauchte erst 1998 wieder auf. Ist die dunkle Energie eine kosmologische Konstante, dann würde sich das Universum bis zum Sanktnimmerleinstag ausdehnen, aber nur ganz gemächlich, so daß die Sterne einer Galaxie auf ewig beieinander blieben, zusammen alt würden und irgendwann zumeist friedlich verlöschten. Das Universum dagegen wäre tatsächlich ewig.

Quintessenz-Theorien

Wenn die neuen Daten stimmen und durch künftige bestätigt werden, dann wird es genau so kommen. "Die Hinweise, die wir jetzt haben, passen zu Einsteins Theorie" sagte Adam Reiss am Freitag "Es sieht so aus, als sei die Dunkle Energie semi-stabil, wenn nicht sogar ganz stabil". Reiss' Institutskollege Mario Livio wies allerdings darauf hin, daß man Quintessenz-Theorien noch nicht ganz ausschließen könne. "Unsere Präzision ist nun doppelt so gut wie zuvor, aber sie läßt immer noch Raum für die Interpretation der Dunklen Energie als ein schwach veränderliches Feld."

Dennoch ist das Ergebnis der wohl wichtigste Fortschritt in der Erforschung der Dunklen Energie seit der Entdeckung ihrer Existenz. Erreicht wurde er allerdings nicht durch Geistesblitze, sondern durch geduldige Vermehrung des Datenbestandes. Zugrunde liegen Vermessungen des tiefen Alls durch das Hubble-Teleskop - und zwar an 16 neuen Supernovae in Galaxien, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind. "Um nur eine solche Supernova zu finden, muß man Zehntausende entfernter Galaxien durchsuchen," sagt Riess "Das geht nicht von der Erde aus. Dazu braucht man ein Weltraumteleskop".

Eilige Verkündung

Die ständigen Hinweise auf die Bedeutung des Hubble-Teleskopes für die Erforschung der Dunklen Energie, ließen allerdings auch ahnen, warum es die Forscher mit der Verkündung ihrer Ergebnisse so eilig hatten. Immerhin wird die entsprechende wissenschaftliche Veröffentlichung erst morgen im Internet verfügbar sein.

Hintergrund dürfte das drohende Aus für das Teleskop sein, das binnen drei Jahren erblinden wird, falls die amerikanische Regierung der Nasa die erforderliche Reparaturmission nicht doch noch bewilligt. Die Sache wurde nun durch eine Veröffentlichung einer Gruppe Astronomen um den Franzosen Alain Blanchard akut, die bereits seit November zirkuliert, aber am Donnerstag auf einer Tagung im kalifornischen Marina del Rey die Aufmerksamkeit der New York Times erregt hatte.

Zweifel

Die Blanchard-Gruppe hatte Röntgenbeobachtungen von weit entfernten Galaxienhaufen mit dem europäischen Satelliten XMM durchgeführt. Aus denen sollte sich ebenfalls auf die Dunkle Energie schließen lassen - doch Blanchard fand nichts. Ein ebenso verwirrender Befund wie die Veröffentlichung einer britischen Gruppe im Februar, die sich ebenfalls mit Galaxienhaufen beschäftigt hatte und die Zuverlässigkeit von anderen Beobachtungen anzweifelt, auf die sich Reiss und seine Kollegen bei der Interpretation ihrer Daten stützen. Am Freitag spielte Reiss die Bedeutung dieser Befunde herunter. "Manchen Verfahren vertrauen wir eben mehr als anderen. Andere Beobachter von Galaxienhaufen sehen diese Diskrepanz nicht."

Die reine Lehre des wissenschaftlichen Diskurses ist das möglicherweise nicht. Aber wer möchte Reiss hier einen Vorwurf machen. Schließlich könnte jemandem der Verdacht kommen, an den Hubble-Messungen zur Dunklen Energie könnte etwas nicht stimmen. Das aber ist das letzte, was die Hubble-Astronomen in ihrem politischen Kampf um ihr Instrument nun gebrauchen können. Spannende Erkenntnisse über das Ende aller Dinge sind da viel eher willkommen.

Text: Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung, 22.02.2004, Nr. 8 / Seite 55
Bildmaterial: AFP-NASA

DruckenVersendenSpeichernVorherige Seite

Lesezeichen

Verlagsinformation

Sportverletzung? Sorgen Sie vor - mehr Leistung für weniger Geld. Vergleichen Sie jetzt online die Leistungen verschiedener privater Krankenversicherungen!