Leben wir in einem variablen Universum? Neue Erkenntnisse über die Dunkle Energie

DESI enthüllt neue Daten zur dunklen Energie und fordert das Standardmodell der Kosmologie heraus. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass dunkle Energie variabler sein könnte als angenommen.

Die neuesten Erkenntnisse einer Studie, die mit dem Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) am Kitt Peak National Observatory in Tucson, Arizona, durchgeführt wird, legen nahe, dass das Universum und insbesondere die dunkle Energie, die es durchdringt, weitaus dynamischer sein könnten als bisher angenommen. Diese Untersuchungen könnten das aktuelle Verständnis der Kosmologie herausfordern und weisen auf eine mögliche launische Variabilität der dunklen Energie hin, die unser Universum antreibt.

DESI erstellt umfassendste 3D-Karte des Universums

Das DESI-Projekt, das auf eine Dauer von fünf Jahren angelegt ist, hat zum Ziel, die detaillierteste 3D-Karte des bekannten Universums zu erstellen. In dieser ersten Phase wurden bereits Daten von 40 Millionen Galaxien, die sich über 11 Milliarden Jahre erstrecken, veröffentlicht. Diese erste Datenausgabe zeigt laut Popular Mechanics, dass das Standardmodell der Kosmologie, das Lambda-CDM-Modell, das die dunkle Energie (Λ) und die kalte dunkle Materie (CDM) umfasst, gut funktioniert, jedoch nicht alle beobachteten Phänomene erklären kann.

Diskrepanzen im Standardmodell: Dunkle Energie verändert sich

Michael Levi, Direktor des DESI und Wissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory, äußerte sich dazu: „Bisher sehen wir eine grundsätzliche Übereinstimmung mit unserem besten Modell des Universums, aber wir sehen auch einige potenziell interessante Unterschiede, die darauf hindeuten könnten, dass dunkle Energie sich im Laufe der Zeit entwickelt.“

Lambda-CDM Modell: Gegensätzliche Kräfte formen das Universum

Das Lambda-CDM Modell umfasst eine schwach wechselwirkende Art von Materie (kalte dunkle Materie oder CDM) sowie dunkle Energie (Lambda). Sowohl Materie als auch dunkle Energie beeinflussen die Ausdehnung des Universums, jedoch auf entgegengesetzte Weise. Materie und dunkle Materie verlangsamen die Expansion, während dunkle Energie sie beschleunigt. Das Verhältnis von jedem bestimmt, wie sich unser Universum entwickelt.

Abweichung von Einsteins kosmologischer Konstante

Diese Beobachtungen beziehen sich auf die kosmologische Konstante, eine von Albert Einstein 1915 eingeführte Größe, die eine gleichbleibende Expansionsrate des Universums vorschlägt. Die neuen Daten von DESI jedoch deuten darauf hin, dass die dunkle Energie im Lauf der Zeit stärker und schwächer werden könnte.

BAOs enthüllen Schwankungen in der dunklen Energie

DESI nutzt Baryonische Akustische Oszillationen (BAOs), Überreste der frühen explosiven Phasen des Universums, als „kosmischen Maßstab“, um das Wachstum des Universums zu verschiedenen Zeiten zu messen. Diese Technik hat bereits gezeigt, dass die kosmologische Konstante möglicherweise gar nicht so konstant ist. Astrophysikerin Palanque-Delabrouille vom Lawrence Berkeley Laboratorium erklärte gegenüber der New York Times: „Wir sehen tatsächlich einen Hinweis darauf, dass die Eigenschaften der dunklen Energie nicht einer einfachen kosmologischen Konstante entsprechen.“

DESI: Ein kosmischer Blick auf die frühe Struktur des Universums

DESI, eine internationale Zusammenarbeit von mehr als 900 Forschern aus über 70 Institutionen weltweit, macht eine faszinierende Zeitreise in die Entstehungsphase des Universums möglich. Das Instrument, finanziert vom DOE Office of Science und installiert auf dem Nicholas U. Mayall 4-Meter-Teleskop am Kitt Peak National Observatory, bietet Einblicke in die tiefenstrukturelle Anordnung des Universums, ähnlich einem Netzwerk aus Galaxien, durchzogen von leeren Räumen. Die Karte, die DESI erstellt, nutzt das Phänomen der Baryonischen Akustischen Oszillationen (BAOs) – räumliche Muster, die sich aus den Druckwellen des frühen, ionisierten Plasmas bildeten.

Aufbau des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) im Nicholas U. Mayall-Teleskop am Kitt Peak National Observatory in der Nähe von Tucson, Arizona. © NOIRLab/KPNO/NSF/AURA/P. Marenfeld via Wikimedia unter CC4-Lizenz

Baryonische Akustische Oszillationen: Ein Werkzeug zur Erforschung des Universums

Diese wellenartigen Muster, entstanden aus winzigen Fluktuationen im jungen Universum, dienen den Forschern als kosmischer Maßstab. Durch das Messen dieser Muster können Wissenschaftler die Entfernungen zu den Materiequellen bestimmen und so nicht nur einen Blick auf die frühe Struktur des Universums werfen, sondern auch dessen Expansionsgeschwindigkeit zu verschiedenen Zeiten modellieren und die Einflüsse der dunklen Energie untersuchen.

Was du dir merken solltest:

DESI-Projekt: DESI untersucht das Universum durch Kartierung von 40 Millionen Galaxien und bietet neue Einblicke in dunkle Energie und die Expansion des Universums.
Messmethoden: Mit Baryonischen Akustischen Oszillationen misst DESI, wie sich das Universum zu verschiedenen Zeiten entwickelt hat, und deutet auf Veränderungen in der dunklen Energie hin.
Kosmologische Forschung: Aktuelle Forschungen stehen vor einem Durchbruch, da bevorstehende Großteleskope wie das Vera C. Rubin Observatorium neue Daten liefern werden, die das Verständnis des Universums vertiefen.

Übrigens: Was, wenn jenseits der Grenzen unseres bekannten Kosmos ein Paralleluniversum existiert, eine Art dunkler Zwilling unseres eigenen? Eine weitere faszinierende neue Theorie spielt mit dem Gedanken, dass die geheimnisvolle Dunkle Materie ihren Ursprung in genau diesem verborgenen Spiegeluniversum haben könnte. Mehr dazu erfährst du in unserem Artikel.