Kosmologie: Nachweis Dunkler Energie in Superhaufen und Supervoids

Ein Team von Astronomen der University of Hawaii hat in ausgedehnten kosmischen Strukturen Beweise für die Existenz der Dunklen Energie gefunden. Im derzeitigen Standardmodell der Kosmologie ist diese für die beobachtete beschleunigte Expansion des Universums verantwortlich. Worum es sich dabei genau handelt oder warum es sie gibt, ist Wissenschaftlern bislang unklar.

Das Team um István Szapudi untersuchte, wie sich Superhaufen und Supervoids auf die Mikrowellenhintergrundstrahlung auswirken, die auf dem Weg zur Erde durch diese bislang größten bekannten Strukturen im Universum hindurchtritt. Superhaufen sind Regionen des Weltraums mit einem Durchmesser von rund einer halben Milliarde Lichtjahren, die eine ungewöhnlich hohe Konzentration an Galaxien aufweisen. Supervoids sind hingegen ähnlich große Gebiete mit einer unterdurchschnittlichen Anzahl an Sternsystemen.

Kosmische Hintergrundstrahlung | Astronomen verglichen Positionen am Himmel, an denen sie Superhaufen (rote Kreise) und Supervoids (blaue Kreise) fanden, mit dem Energiegehalt der kosmischen Mikrowellenstrahlung in der Umgebung. Energiereichere Mikrowellen zeigen sich in rot und orange, während energieärmere blau gefärbt sind.

Dringt ein Photon der Hintergrundstrahlung in einen Supercluster ein, gewinnt es im Gravitationsfeld an Energie, erklärt Szapudi. Beim Austritt sollte es allerdings die gleiche Menge an Energie wieder verlieren. In einem beschleunigt expandierenden Universum würde der Superhaufen im Lauf der 500 Millionen Jahren, in denen das Lichtteilchen hindurchreist, allmählich so ausdünnen, dass das Photon einen kleinen Teil der eingangs gewonnenen Energie behält.

Die Wissenschaftler verglichen nun die Positionen von Galaxien mit Karten der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung. Nahe der 50 größten Galaxienhaufen sowie 50 größten Leerräume analysierten sie dann das Muster der Strahlung. Wie vorhergesagt, waren die Mikrowellen ein bisschen energiereicher, wenn sie durch einen Superhaufen, und ein wenig energieärmer, wenn sie durch einen der riesigen Hohlräume gelaufen waren.

Szapudi und seine Kollegen sehen ihre Arbeit als den bisher deutlichsten Nachweis der Auswirkungen Dunkler Energie auf riesige kosmische Strukturen. Die Wahrscheinlichkeit, dass die von ihnen beobachten Effekte nur durch Zufall entstanden sind, liegt ihnen zufolge nur bei eins zu 200 000. (mp)