Seit Jahren gehen Wissenschaftler davon aus, dass die Expansion des Universums nicht nur voranschreitet, sondern sich auch beschleunigt – ein Phänomen, das einer mysteriösen Kraft namens Dunkler Energie zugeschrieben wird, die 2011 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Eine neue Studie südkoreanischer Forscher hat diese seit langem vertretene Ansicht jedoch in Frage gestellt.
Das Standardmodell und Supernovae vom Typ Ia
Seit dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren dehnt sich das Universum aus. Beobachtungen von Supernovae vom Typ Ia – den explosiven Überresten von Weißen Zwergen – haben entscheidende Beweise für diese Expansion geliefert, insbesondere für ihre beschleunigende Natur. Diese Supernovae werden oft als „Standardkerzen“ bezeichnet, da angenommen wird, dass sie eine konstante Helligkeit haben, die es Astronomen ermöglicht, Entfernungen in den Weiten des Weltraums genau zu messen.
Eine mögliche Altersverzerrung in der Supernova-Helligkeit
Young-Wook Lee von der Yonsei University und sein Team schlagen nun eine andere Interpretation vor. Ihre Analyse von 300 Wirtsgalaxien legt nahe, dass die Helligkeit entfernter Supernovae vom Typ Ia je nach Alter der Sterne in diesen Galaxien erheblich variiert. Derzeit gehen Astronomen typischerweise davon aus, dass Supernovae, die schwächer als erwartet sind, ein Beweis für eine beschleunigte Expansion sind. Allerdings argumentiert Lees Team, dass diese scheinbare Dunkelheit auf einen „Altersbias“ zurückzuführen sein könnte, der dazu führt, dass sich das Universum schneller auszudehnen scheint, als es tatsächlich der Fall ist. Wenn diese Tendenz berücksichtigt wird, verschwindet die beschleunigte Expansion.
Die Ergebnisse von Lees Team deuten darauf hin, dass die Expansion des Universums bereits vor 1,5 Milliarden Jahren begonnen haben könnte, sich zu verlangsamen und sich in Zukunft sogar umkehren könnte – ein Szenario, das als „Big Crunch“ bekannt ist. Dies würde bedeuten, dass das Universum in sich selbst zusammenbricht, was möglicherweise zu einem umgekehrten Urknall führen würde. Bisher galt die Möglichkeit eines „Big Crunch“ als unwahrscheinlich, doch Lees Forschung eröffnet eine neue Perspektive.
Skepsis und Gegenargumente
Adam Riess, ein weiterer Nobelpreisträger des Jahres 2011, lehnt Lees Behauptungen entschieden ab. Er verweist auf frühere Arbeiten derselben Gruppe aus dem Jahr 2020, die letztlich widerlegt wurden. Riess weist darauf hin, dass die aktuelle Studie weitgehend die vorherigen Argumente mit minimalen Änderungen wiederholt und fügt hinzu, dass die Bestimmung des Sternalters in großen Entfernungen von Natur aus eine Herausforderung darstellt, insbesondere wenn man sich auf ein mittleres Alter verlässt, das aus der Muttergalaxie abgeleitet wird.
Mark Sullivan von der University of Southampton räumt ein, dass das Alter die Helligkeit der Supernova beeinflusst, betont aber, dass diese Effekte bereits in aktuellen Messungen der Dunklen Energie berücksichtigt sind. „Ich bin sehr skeptisch, dass dies zu einem sich verlangsamenden Universum führen wird“, sagt Sullivan.
Zukünftige Beobachtungen und das Geheimnis der Dunklen Energie
Das Vera-C.-Rubin-Observatorium in Chile ist bereit, die Zahl der beobachteten Typ-Ia-Supernovae deutlich zu erhöhen und eine viel detailliertere „Karte“ der Expansionsgeschichte des Universums zu liefern. Dies wird dazu beitragen, Lees Erkenntnisse entweder zu unterstützen oder zu widerlegen.
Unabhängig vom Ergebnis hinsichtlich der Expansionsrate bleibt die Natur der Dunklen Energie eines der größten Rätsel der modernen Physik. Jüngste Ergebnisse der Untersuchung des Dark Energy Spectroscopic Instrument deuten darauf hin, dass dunkle Energie möglicherweise keine konstante Kraft ist, sondern sich stattdessen im Laufe der Zeit ändern kann. Das würde nicht unbedingt bedeuten, dass sich das Universum verlangsamt, aber es würde bedeuten, dass die Expansionsrate im Laufe der kosmischen Geschichte unterschiedlich war.
„Die Nadel deutet viel mehr darauf hin, dass dunkle Energie eine Art dynamisches Ding und keine kosmologische Konstante ist“, sagt Ed Macaulay von der Queen Mary University of London. „Was genau das ist, ist meiner Meinung nach eine wirklich interessante Frage.“
Die Debatte um die Expansion des Universums unterstreicht den laufenden Prozess der wissenschaftlichen Forschung und Verfeinerung. Während aktuelle Erkenntnisse auf eine beschleunigte Expansion durch dunkle Energie hindeuten, eröffnen neue Forschungsergebnisse überzeugende alternative Möglichkeiten, die letztendlich zu einem tieferen Verständnis unseres Kosmos führen.
