Dunkle Energie verhält sich anders als gedacht: Was das für die Forschung bedeutet

Die dunkle Energie, die geheimnisvolle Kraft, die die Ausdehnung des Universums beschleunigt, hat möglicherweise nicht immer für einen stetigen Schub gesorgt, wie Kosmologen jahrzehntelang angenommen haben. Eine Reihe von Vorab-Veröffentlichungen des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) liefert Anhaltspunkte dafür, dass sich die Expansion des Universums in der Vergangenheit schneller beschleunigt hat als heute. Das sorgt in der Kosmologie für einige Aufregung, denn es widerspricht der bislang angenommenen Theorie.
Universum dehnt sich aus
Der US-Astronom Edwin Hubble beobachtete zudem bereits in den 1920er Jahren ins Rote verschobenen Spektren entfernter Galaxien – ein Umstand, der sich nur damit erklären ließ, dass sich diese Galaxien mit hoher Geschwindigkeit von der Erde entfernen. Je weiter diese von der Erde entfernt waren, desto schneller bewegten sie sich von der Erde fort. Da es äußerst unwahrscheinlich ist, dass die Erde sich genau um Zentrum des Universums befindet, schloss der Astrophysiker Georges Lemaître daraus, dass der Raum als Ganzes sich ausdehnt.
Dunkle Energie
Um diese Ausdehnung mit Hilfe seiner allgemeinen Relativitätstheorie beschreiben zu können, führte Albert Einstein daher in seine allgemeine Relativitätstheorie einen zusätzlichen Ausdruck ein. Um die Beobachtungen zu erklären, nimmt das auf der Relativitätstheorie aufbauende Standardmodell der Kosmologie an, das im Kosmos neben der uns bekannten Materie auch „Dunkle Materie“ im Kosmos verteilt ist, Sie wird „dunkel“ genannt, weil sie nicht mit Materie wechselwirkt, also direkt nicht zu beobachten ist. Als neuere, präzisere Messungen Anfang der 90er Jahre ergaben, dass die Geschwindigkeit der Ausdehnung des Universums nicht konstant ist, sondern zunimmt, nannten Astrophysiker die rätselhafte Kraft, die dafür zuständig ist „Dunkle Energie“.
Manche Theoretiker vermuten, die Dunkle Energie bestünde aus exotischen Teilchen, die bisher noch nicht nachgewiesen wurden. Andere postulieren einen Zusammenhang zwischen der Dunklen Energie und Fluktuationen des Quanten-Vakuums. Unbestritten ist bisher nur, dass sich an der Schnittstelle zwischen Kosmologie und Teilchenphysik noch viele ungelöste Fragen tummeln, die eng damit zusammenhängen, was dunkle Materie und dunkle Energie denn nun eigentlich sind.
Neue Daten
Alle bisherigen Theorien stimmen allerdings darin überein, dass sich die dunkle Energie im Laufe der Zeit nicht verändert haben sollte. Genau darauf deuten jedoch die Daten von DESI hin. Laut Science wartet die Community jetzt gespannt auf weiter Daten von DESI, dem europäischen Euclid-Weltraumteleskop und dem gerade in Betrieb gegangenen Vera C-Rubin-Observatorium.