Triumph für Einsteins "Eselei" - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Triumph für Einsteins "Eselei"

Triumph für Einsteins „Eselei“. Das Universum ist wahrscheinlich unendlich groß, und es wird sich ewig ausdehnen – sogar immer schneller, wie neue Messungen besagen. Das ist eine überraschende Wiedergeburt von Albert Einsteins mysteriöser Kosmologischer Konstante, in der zwei Drittel der Energie des Weltalls stecken soll.

Von zwei Zahlen hängt das Schicksal des Universums ab: von der Hubble-Konstante, die angibt, wie schnell sich das Universum ausdehnt, und von dem Bremsparameter, der die Verlangsamung dieser Expansion im Lauf der Zeit beschreibt. Wird die Ausdehnung des Alls in alle Ewigkeit anhalten oder wird sie von der Schwerewirkung der Materie eines Tages gestoppt und umgekehrt, so daß das Universum in sich zusammenstürzt und in einem Endknall verschwindet?

„Kosmologie: die Suche nach zwei Zahlen“, lautete auch der Titel eines wissenschaftlichen Artikels aus dem Jahr 1970. Verfasser ist Allan Sandage von den Observatorien der Carnegie Institution in Washington im kalifornischen Pasadena und Nachfolger von Edwin Hubble, der 1929 entdeckt hat, daß das Universum expandiert. Sandage hat einen großen Teil seines Forscherlebens diesen beiden Zahlen gewidmet.

Nach Jahrzehnten beharrlicher Arbeit mit den größten Teleskopen, nach der Entwicklung immer raffinierterer Beobachtungsmethoden und einem ständigen Zuwachs an Meßgenauigkeit und -empfindlichkeit zeichnet sich jetzt die Antwort ab: Das Universum wird sich für immer weiter ausdehnen – und es ist wahrscheinlich unendlich groß. Die Sensation aber ist: Die Expansion verlangsamt sich nicht, wie aufgrund der Bremswirkung der Materie zu erwarten wäre, sondern sie beschleunigt sich sogar! Eine unbekannte Kraft, die wie eine Antigravitation wirkt, treibt das Weltall auseinander.

Die Schlüsselrolle bei den neuen Messungen spielt eine bestimmte Art von Sternexplosionen in fernen Galaxien. Sie heißen Supernovae vom Typ Ia und sind überdimensionale Wasserstoffbomben. Sie zünden, wenn die Masse eines Weißen Zwergsterns über einen kritischen Wert wächst, weil er einem Nachbarstern Materie entreißt. Da die absolute – das heißt entfernungsunabhängige – Leuchtkraft der beobachtbaren Explosionstrümmer kaum schwankt und sich sehr genau messen läßt, können die Supernovae als kosmischer Maßstab verwendet werden. Die Astronomen sprechen von „Standardkerzen“. „Standardbomben wäre der treffendere Ausdruck“, meint Sandage, der als erster begonnen hatte, mit den Sternexplosionen den Weltraum zu vermessen. Kennt man nämlich ihre absolute Leuchtkraft, läßt sich anhand ihrer beobachtbaren Helligkeit die Veränderung der Expansionsrate im Lauf der Äonen bestimmen. Und das erlaubt wiederum Rückschlüsse auf die Dichte der im Weltall vorhandenen Materie.

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Inzwischen haben die Astronomen genügend Indizien für weitreichende Schlußfolgerungen. „Wir sind in heftiger Übereinstimmung“, scherzt Perlmutter mit Blick auf die Konkurrenz. Denn beide Forschungsteams kamen unabhängig voneinander und mit verschiedenen Supernovae zu denselben Ergebnissen:

– Der Bremsparameter reicht nicht aus, um die Expansion des Universums zu stoppen und umzukehren. Das Universum enthält nicht genug Masse, um irgendwann in sich zusammenzustürzen. Es wird sich also in alle Ewigkeit ausdehnen. – Das von vielen Kosmologen aus theoretischen Gründen bevorzugte „Grenzfall“-Modell ist widerlegt. Es nahm an, daß die mittlere Materiedichte des Universums so hoch ist wie die kritische Dichte an der Scheidelinie zwischen Kollaps und ewiger Ausdehnung. – Außerdem sprechen die neuen Messungen dafür, daß das Universum unendlich groß ist – und nicht nur grenzenlos, aber räumlich endlich wie beispielsweise die Oberfläche einer Kugel, die einen endlichen Flächeninhalt, aber keine Grenzen hat, weil sie in sich selbst zurückläuft. – Doch die Ergebnisse der kosmischen Ermittlung verraten noch mehr: Ferne Sternexplosionen sind lichtschwächer, als sie selbst bei einer konstanten Expansionsrate sein dürften. Das bedeutet: Sie sind weiter entfernt, als angenommen. Daraus folgt, daß die Ausdehnung des Weltraums seit einigen Milliarden Jahren nicht langsamer, sondern schneller geworden ist.

Charles Lineweaver von der University of New South Wales in Sidney versucht mit einer bodenständigen Metapher eine kosmische Bestandsaufnahme: „Vergleicht man das Universum mit einem Cappuccino, dann ist der Kaffee die seltsame Vakuum-Energie. Die ebenso rätselhafte Dunkle Materie ist die Milch. Und die Planeten, Sterne und Galaxien sind das Schokoladenpulver auf dem Schaum.“

===Rüdiger Vaas
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♦ Na|tri|um|hy|dro|xid  auch:  Na|tri|um|hyd|ro|xid  〈n. 11; Chem.〉 weißer, hygroskop. Stoff, reagiert mit Wasser unter Wärmeentwicklung zu Natronlauge; ... mehr

kunst|hand|werk|lich  〈Adj.〉 das Kunsthandwerk betreffend, zu ihm gehörig, kunstgewerblich

Zir|bel|drü|se  〈f. 19; Anat.〉 Drüse innerer Sekretion in der Zwischenhirndecke der Menschen u. Säugetiere, Epiphyse [<Zirbel ... mehr

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