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Astrophysiker haben die größte 3-D Karte des Universums veröffentlicht. Dazu haben hunderte von Wissenschaftlern rund vier Millionen Galaxien analysiert.

Das Wissenschaftler-Team aus 13 Nationen, darunter Deutschland, schaute für das Projekt "Sloan Digital Sky Survey“ bis zu elf Milliarden Jahre in die Vergangenheit. Mit einem extra dafür gebauten Großteleskop wurden dazu vom US-Bundestaat New Mexiko aus Positionen und Helligkeiten von Millionen Himmelsobjekten vermessen.

Das SDSS-Teleskop bei Nacht.  Es vermisst vom US-Bundestaat New Mexiko aus Positionen und Helligkeiten von Millionen Himmelskörpern. (Foto: SDSS/ EPFL Patrick Gaulme)
Das SDSS-Teleskop bei Nacht. Es vermisst vom US-Bundestaat New Mexiko aus Positionen und Helligkeiten von Millionen Himmelskörpern. SDSS/ EPFL Patrick Gaulme

Das Team, an dem auch Forscher des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik beteiligt sind, erhielt so genaue Messungen der Expansionsgeschichte unseres Universums über den bisher größten Abschnitt kosmischer Zeit.

Alte und junge Galaxien und Quasare dienten den Wissenschaftlern als Fixpunkte

Je weiter Objekte im All von uns entfernt sind, umso länger braucht ihr Licht, um uns zu erreichen. So ist jeder Blick in den Himmel auch ein Blick in die Vergangenheit. Die am weitesten entfernten Objekte zeigen uns dabei die ältesten Spuren der Materieverteilung im All. Für den Teil der neuen 3D-Karte, der das Universum vor sechs Milliarden Jahren zeigt, kartierten die Forscher alte und damit sehr stark rot leuchtende Galaxien.

Für den noch weiter in die Vergangenheit reichenden Blick kartierten sie noch weiter von uns entfernt liegende Galaxien, die jünger sind und in blauem Licht strahlen. Um schließlich bis zu elf Milliarden Jahre in die Vergangenheit zurück zu schauen, kartierten die Wissenschaftler Quasare, die trotz ihrer großen Entfernung extrem stark leuchten. Quasare sind helle Galaxien, in denen Material aufleuchtet, das auf ein zentrales supermassereiches schwarzes Loch fällt.

Die SDSS-Karte zeigt das beobachtbare Universum als einen Regenbogen von Farben. (Foto: Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University) and SDSS)
Die SDSS-Karte zeigt das beobachtbare Universum als einen Regenbogen von Farben. Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University) and SDSS

Die neue Superkarte des Kosmos schliesst Forschungslücken

Die bislang größte Karte des Universums hat eine erhebliche Lücke bisheriger Karten geschlossen, bestätigen die Forscher:

Wir kennen sowohl die frühe Geschichte des Universums als auch seine jüngste Ausdehnungsgeschichte ziemlich gut, aber in den mittleren 11 Milliarden Jahren klafft eine lästige Lücke

Das erweiterte Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) kartiert die Verteilung von Galaxien und Quasaren aus der Zeit, als das Universum 3 bis 8 Milliarden Jahre alt war.  (Foto: Dana Berry / SkyWorks Digital Inc. and the SDSS collaboration.)
Das erweiterte Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) kartiert die Verteilung von Galaxien und Quasaren aus der Zeit, als das Universum 3 bis 8 Milliarden Jahre alt war. Dana Berry / SkyWorks Digital Inc. and the SDSS collaboration.

Die Ausdehnung des Weltalls hat sich vor 6 Milliarden Jahren beschleunigt

Die Vermessung des Weltalls zeigt nun, dass sich die gleichmäßige Ausdehnung des Universums vor sechs Milliarden Jahren zu beschleunigen begann. Weshalb sich das Ausdehnungsverhalten des Kosmos damals so radikal änderte bleibt aber ein Rätsel. Die Astrophysiker machen dafür die sogenannte „Dunkle Energie“ verantwortlich, die mehr als 70 Prozent der gesamten Energie im Universum ausmacht.

„Und um diese geheimnisvolle Kraft zu erklären, müssen wir die Ausdehnungsgeschwindigkeit unseres Kosmos über mindestens 11 Milliarden Jahre möglichst kontinuierlich vermessen. Und mit dem „Sloan Digital Sky Survey“ konnte nun dies erstmals so bewerkstelligt werden.“

Astrophysiker Matthias Steinmetz vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam hofft auf neue Erkenntnisse zur Dunklen Materie, die  mehr als 70 Prozent der gesamten Energie im Universum ausmachen soll. (Foto: SWR)
Astrophysiker Matthias Steinmetz vom Leibniz-Institut für Astrophysik in Potsdam hofft auf neue Erkenntnisse zur Dunklen Materie, die mehr als 70 Prozent der gesamten Energie im Universum ausmachen soll.

Diese „Energie des leeren Raumes“ hatte schon Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie angedacht. Ihr Ursprung ist jedoch nach wie vor ein Rätsel. Die 3D-Karte soll nun dabei helfen herauszufinden, welche Rolle die „Dunkle Energie“ bei der Ausdehnung des Universums spielt - eine der großen Fragen der Astrophysik.

Die 3D-Karte des Universums gibt neue Rätsel auf

Doch warum hat sich das Ausdehnungsverhalten des Kosmos vor 6 Milliarden Jahren so radikal beschleunigt? Dieses Rätsel kann die 3D-Karte nicht auflösen. Ein weiteres Rätsel besteht darin, dass sich die Ausdehnungsrate nicht eindeutig messen lässt. In der Umgebung unserer Milchstraße messen Astronomen eine hohe Ausdehnungsrate, in allen anderen Regionen des Alls aber einen etwas niedrigeren Wert. Forscherinnen und Forscher hatten gehofft, dass sich diese Unstimmigkeit durch genauere Messungen vielleicht auflösen würde. Die neue, supergenaue 3D-Karte des Universums hat die Diskrepanz aber erst recht bestätigt.

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