Abenteuer Astronomie

Jenem geheimnisvollen Etwas, das rund 72% der Energiedichte des Universums ausmacht, für die beschleunigte Expansion des Kosmos sorgt und mathematisch gesehen einen negativen Druck aufweist, kommt die beobachtende Astronomie nur langsam näher: Nachdem sich das 1998 entdeckte Phänomen dank vielfacher unabhängiger Indizien nicht mehr weg diskutieren ließ, ist die große Aufgabe dieser Tage die Messung von »w_x«. Dahinter verbirgt sich das Verhältnis von Druck und Energiedichte der Dunklen Energie, und in der Regel wird ein Wert von exakt –1 erwartet: Das wäre dann die schon von Einstein rein mathematisch eingeführte Kosmologische Konstante, was allerdings die konkrete physikalischen Bedeutung offen lässt.

Um den Wert von w_x einzugrenzen, muss besonders großräumig gemessen werden, so dass sich die Eigenschaften des Raumes als Ganzem bemerkbar machen: Das trägt etwa die globale Analyse der kosmischen Hintergrundstrahlung mit dem WMAP-Satelliten bei, die Helligkeitsmessung vieler ferner Supernovae oder die Vermessung des räumlichen Dichtemusters des Kosmos. Oder aber die Ausnutzung des starken Gravitationslinseneffekts durch einen Galaxienhaufen, der die Bilder weit dahinter stehender Galaxien in charakteristischer Weise verzerrt. Das Muster der Verzerrungen hängt stark von der Massenverteilung im Galaxienhaufen ab, die erst einmal zuverlässig modelliert werden muss, während die Positionen der »Bilder« erheblich vom Abstand zwischen Haufen und gelinster Galaxie bestimmt werden – und der ist abhängig von den fundamentalen kosmologischen Parametern inklusive einer Kombination aus w_x und der Massendichte des Alls. Am Beispiel von Abell 1689 ist dies nun erstmals durchexerziert worden: Dieser Haufen macht aus 34 identifizierbaren Hintergrundgalaxien 114 Bilder. Nur die Galaxien mit den besten gemessenen Rotverschiebungen und geometrisch günstiger Lage wurden verwendet – und das Ergebnis mit WMAP und anderen kosmologischen Daten kombiniert. Heraus kam schließlich ein Wert von –0,97±0,7: Das ist um 30% genauer als jede andere Aussage zur Dunklen Energie in der Tat bestens mit der Kosmologischen Konstanten verträglich.

Daniel Fischer