Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Kosmologie: Ein fast perfektes Modell vom Universum

Supercomputer errechnen eine Welt, die der echten zum Verwechseln ähnlich sieht und das Standardmodell der Kosmologie zu bestätigen scheint.
Illustris-Simulation von Galaxien im Universum

Das Erstaunlichste am Universum ist, dass man es verstehen kann, soll Albert Einstein einmal gesagt haben. In der Tat sieht das Standardmodell der Kosmologie recht übersichtlich aus. Es basiert auf nur sechs Parametern – darunter die Energie- und Materiedichte und der Hubble-Parameter –, die alle Energie und Materie beschreiben, die sich im Universum befinden, und darüber hinaus seine seit dem Urknall andauernde Expansion. Aber woher wissen wir, ob das Modell stimmt? Ein Team um Mark Vogelsberger vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Volker Springel vom Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) hat das nun mit Hilfe einer Simulation überprüft. An den beiden Superrechnern Curie und SuperMUC – der eine steht in einem Rechenzentrum bei Paris, der andere bei München – erzeugten sie gemäß den Vorgaben des Standardmodells ein künstliches Universum. Illustris heißt das Vorhaben. Und tatsächlich ist ihr simuliertes Universum auf den ersten Blick vom echten nicht zu unterscheiden.

Das ist eine schlechte Nachricht für Gegner des Standardmodells. Diese stören sich zum Beispiel an der Behauptung, dass unser Universum zu nicht weniger als 95 Prozent aus Dunkler Materie und Dunkler Energie bestehen soll – die beide bislang noch reichlich mysteriös erscheinen –, während normale Atome und Elementarteilchen die restlichen fünf Prozent ausmachen, mengenmäßig also nur eine Nebenrolle spielen. Glaubt man dem Modell jedoch – und dafür gibt es immer überzeugendere Gründe –, dann kommen wir an den dunklen Zutaten nicht vorbei. Demzufolge ist Dunkle Materie mittels der von ihr ausgehenden Schwerkraft für die Entstehung der Galaxien verantwortlich, während die Dunkle Energie durch ihre antigravitative Wirkung den Kosmos immer schneller auseinandertreibt. Die Welt, wie wir sie kennen, würde ohne diese Phänomene nicht existieren ...

Kennen Sie schon …

Sterne und Weltraum – Gravitationswellen – Wie ist der Status bei gemessenen Signalen?

Gravitationswellendetektoren messen seit April 2024 wieder Signale von Schwarzen Löchern – in unserer Titelgeschichte erfahren Sie mehr über die neuen Erkenntnisse zu diesen rätselhaften Objekten. Darüber hinaus zeigen wir Ihnen die Technik der JANUS-Kamera auf der europäischen Raumsonde JUICE, die im Juli 2031 Jupiter und seine Monde detailliert erkunden soll. Wir berichten über die erfolgreiche Probennahme von der Mondrückseite mit der chinesischen Sonde Chang’e 6 und zeigen neue Aufnahmen des Weltraumteleskopes Euclid.

Spektrum der Wissenschaft – Vom Quant zur Materie

In den letzten Jahrzehnten haben sich Quantenfeldtheorien durchgesetzt, um grundlegende physikalische Phänomene unseres Universums zu erklären. Aber nicht alle physikalischen Effekte lassen sich damit erklären. Manche Erscheinungen lassen sich nicht stimmig in das Standardmodell der Teilchenphysik integrieren. Das reicht von subtilen Effekten wie der Tatsache, dass Neutrinos sich ineinander umwandeln bis hin zur auf großen Skalen wirkenden Schwerkraft. »Vom Quant zur Materie« stellt die subatomaren Spielregeln der Teilchenphysik vor und erklärt deren Bausteine. Wir berichten beispielsweise, wie sich Atome mit Lichtpulsen manipulieren lassen, ob es eine vierte Variante von Neutrinos gibt, und stellen kompakte Plasmabeschleuniger vor.

Spektrum - Die Woche – Riechverlust als Warnsignal

Der Geruchssinn kann dabei helfen, neurologische und psychische Erkrankungen früher zu erkennen. Warum das so ist und ob ein plötzlicher Riechverlust tatsächlich auf Alzheimer, Parkinson oder Depressionen hinweist, lesen Sie ab sofort in der »Woche«. Außerdem: Bekommt Google Konkurrenz?

  • Quellen

Vogelsberger, M. et al.:Properties of Galaxies Reproduced by a Hydrodynamic Simulation In: Nature 509, S. 177 - 182, 2014

Pakmor, R. et al.:Magnetic Fields in Cosmological Simulations of Disk Galaxies. In: The Astrophysical Journal Letters 783, 2014

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.