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Suche nach Dunkler Energie in 300 Millionen Galaxien
24. März 2005. Wissenschaftler haben eine internationale Initiative ins Leben gerufen, welche mit höchster Präzision die rätselhafte Dunkle Energie messen soll, die das Universum auseinander treibt. Die Pläne für den Dark Energy Survey (DES) sehen vor, Daten von etwa 300 Millionen Galaxien zu sammeln um damit etwa zwei Drittel der Geschichte des Universums abdecken zu können.


(Quelle: Hubble)

Die Beobachtungen können frühestens im Herbst 2009 begonnen werden. Obwohl DES erst in vier Jahren starten kann, sind andere ehrgeizige Untersuchungen frühestens in zehn Jahren in der Lage, vergleichbare Ergebnisse zu liefern. „So lange will ich nicht warten,“ sagte Joshua Frieman, Professor für Astronomie und Astrophysik an der University of Chicago.

Laut der aktuellen Buchhaltung der Physik besteht das Universum zu 70 Prozent aus Dunkler Energie. Dunkle Energie könnte eine Manifestation von Einsteins kosmologischer Konstante sein, eine Kraft, die überall und zu jederzeit im Universum wirkt. Es könnte aber auch eine jenseits von Einsteins Theorie wirkende Kraft sein, die sich erst bei sehr großen Entfernungen erkennen lässt.

„Das würde grundsätzlich bedeuten, dass Gravitation eine abstoßende Wirkung hat,“ sagte Professor Wayne Hu, ebenfalls University of Chicago. „Das wäre in der Standardtheorie der Gravitation durchaus möglich, aber das erwarten wir nicht.“ „Was auch immer diese Dunkle Energie darstellt, es wird sich wahrscheinlich auf unser fundamentales Verständnis der Physik auswirken,“ sagte Frieman.

Technisch wird das DES aus einer 520 Megapixelkamera bestehen, die auf dem bestehenden vier Meter Blanco Telescope auf dem Cerro Tololo in Chile installiert werden wird. „Das wird die größte optische Kamera der Welt sein.“

„Ein paar hundert Megapixel klingt vielleicht nicht nach sehr viel,“ sagte Frieman, „aber es handelt sich nicht um die Art Pixel die in einer handelsüblichen Kamera verwendet werden. Sie werden sensibler, präziser und effizienter sein.“ Die Wissenschaftler erhöhen mit dieser Kamera die Geschwindigkeit, mit der sie den Himmel beobachten können, um das zehnfache.

„Die derzeit auf dem Teleskop angebrachte Kamera hat ein zu kleines Gesichtsfeld. Wir würden Jahrzehnte brauchen um den Survey durchzuführen,“ sagte Frieman.

Mit der neuen Kamera werden vier Techniken angewendet, um zwischen den beiden Erklärungen für Dunkle Energie (Kosmologische Konstante oder Veränderung der Gravitation aufgrund riesiger Entfernungen) unterscheiden zu können.

Die erste Methode zählt Galaxienhaufen. Hier arbeitet DES mit dem South Pole Telescope (SPT) zusammen, dass im März 2007 seine Arbeit aufnehmen wird. Das SPT soll zeigen, ob Dunkle Energie während des Bestehens des Universums die Bildung von Galaxienhaufen verhindert hat. Das SPT ist ein Radioteleskop und wird Galaxienhaufen daran erkennen, wie sie Hintergrundstrahlung des Urknalls verzerren. Wenn Theoretiker wissen, wie groß und wie weit entfernt Galaxienhaufen sind, können sie auch vorhersagen, wie viele es in der Gegenwart von Dunkler Energie geben müsste.

Für die zweite Technik wird das DES verwendet. Seine optischen Messungen ermöglichen eine Schätzung der Entfernung der Galaxienhaufen anhand der Farben der Galaxien. Die Masse der Galaxien kann durch Gravitationslinsen bestimmt werden.

Die dritte Technik verwendet Gravitationslinsen in kosmischen Maßstäben. Theoretiker können den Effekt, den Dunkle Energie auf die Verteilung von Materie im Universum hat, voraussagen. Durch das große Sichtfeld von DES können kleine Verzerrungen bei Bildern von Galaxien erkennen, die durch Fluktuationen Dunkler Energie verursacht werden.

Die vierte Technik verwendet die gleiche Methode, die schon 1998 zur Entdeckung der Dunklen Energie führte: Messung der Entfernung eines bestimmten explodierenden Sternentyps um die Expansionsrate des Universums zu bestimmen. Astronomen beobachteten diese explodierenden Sterne in der Erwartung, eine Verlangsamung der Expansionsrate festzustellen. Das Gegenteil war der Fall.

„Diese vier Techniken ergänzen sich gegenseitig,“ sagte Frieman. „Sie leiden unter unterschiedlichen Fehlerquellen, wenn die Ergebnisse aber übereinstimmen, erhöht das die Wahrscheinlichkeit, dass das Ergebnis richtig ist.“    

Quelle: University of Chicago zur Startseite...
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