Seit Jahrzehnten glauben Wissenschaftler, dass sich die Expansion unseres Universums beschleunigt, angetrieben von einer mysteriösen Kraft namens Dunkle Energie. Bahnbrechende neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass diese Beschleunigung möglicherweise zu Ende geht und möglicherweise unser Verständnis des Kosmos und seines endgültigen Schicksals revolutioniert.
Die sich verändernde Landschaft der Dunklen Energie
Dieser unerwartete Befund baut auf früheren Hinweisen des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) auf, das letztes Jahr auf eine Abschwächung der Dunklen Energie hinwies. Forscher der Yonsei-Universität in Südkorea unter der Leitung von Young-Wook Lee gehen nun davon aus, dass sich die Expansion des Universums bereits verlangsamt hat. Sollte sich dies bestätigen, würde dies einen „großen Paradigmenwechsel in der Kosmologie seit der Entdeckung der Dunklen Energie vor 27 Jahren“ bedeuten.
Diese potenzielle Verschiebung hat erhebliche Auswirkungen darauf, wie wir uns die Zukunft unseres Universums vorstellen. Wenn die dunkle Energie den Kampf gegen die Schwerkraft verliert, könnte sich die Expansion schließlich umkehren und zu einer Kontraktion führen. Dieses Szenario könnte zu einem „Big Crunch“ führen – einem kosmischen Zusammenbruch, der dem umgekehrten Urknall ähnelt.
Eine kurze Geschichte der Dunklen Energie
Das Konzept der Dunklen Energie entstand 1998, als Astronomen entfernte Supernovae vom Typ Ia („Standardkerzen“ aufgrund ihrer gleichmäßigen Helligkeit, die zur Messung kosmischer Entfernungen verwendet werden) beobachteten. Diese Beobachtungen zeigten, dass sich Galaxien immer schneller von uns entfernen. Um dieses Phänomen zu erklären, führten Wissenschaftler das Konzept der Dunklen Energie ein – einer Platzhalterkraft, die für diese beschleunigte Expansion verantwortlich ist.
In den folgenden Jahrzehnten stellten Wissenschaftler fest, dass dunkle Energie etwa 68 % des gesamten Energie-Materie-Budgets des Universums ausmacht. Darüber hinaus erfuhren sie, dass es nicht immer dominant war und seine Herrschaft offenbar vor etwa 5 Milliarden Jahren begann und die Expansion des Universums beschleunigte, etwa 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
Das Supernova-Rätsel und die altersbedingte Verzerrung
Die neueste Herausforderung für unser Verständnis der Dunklen Energie ergibt sich aus einer erneuten Untersuchung von Supernovae vom Typ Ia. Das DESI-Projekt hatte zunächst auf eine künftige Verlangsamung der kosmischen Expansion hingewiesen. Lee und seine Kollegen fanden jedoch heraus, dass die Helligkeit dieser Supernovae möglicherweise vom Alter der Vorläufersterne beeinflusst wird – also der Sterne, die explodierten, um sie zu erschaffen.
Insbesondere stellte das Team fest, dass selbst nach der Standardisierung des Lichts dieser Supernovae diejenigen, die aus jüngeren Sternpopulationen stammen, schwächer erschienen als die aus älteren Populationen. Indem sie eine „Bias-Korrektur“ anwenden, um diesen Effekt zu berücksichtigen, schlagen die Forscher vor, dass ihre Ergebnisse das aktuelle Standardmodell der Kosmologie – das Lambda Cold Dark Matter (LCDM)-Modell – in Frage stellen.
Basierend auf einer Stichprobe von 300 Galaxien schätzt das Team ein Signifikanzniveau von 99,99 %, was darauf hindeutet, dass die Verdunkelung entfernter Supernovae vom Typ Ia nicht nur auf die kosmische Expansion, sondern auch auf diese Sterneffekte zurückzuführen ist.
Ein Universum im Wandel
Die zentrale Schlussfolgerung dieser Forschung ist, dass sich das Universum derzeit nicht mit einer beschleunigten Geschwindigkeit ausdehnt, sondern bereits in eine Phase verlangsamter Expansion eingetreten ist – eine deutlichere Verschiebung als zuvor von DESI vorgeschlagen.
„Im DESI-Projekt wurden die wichtigsten Ergebnisse durch die Kombination unkorrigierter Supernova-Daten mit Messungen baryonischer akustischer Schwingungen erzielt, was zu der Schlussfolgerung führte, dass sich das Universum in Zukunft zwar verlangsamen wird, es derzeit jedoch immer noch beschleunigt“, erklärte Lee. „Im Gegensatz dazu zeigt unsere Analyse – die die Alterskorrektur anwendet –, dass das Universum bereits heute in eine Verlangsamungsphase eingetreten ist.“
Was kommt als nächstes?
Um diese Erkenntnisse weiter zu festigen, plant das Team die Durchführung eines „evolutionsfreien Tests“, bei dem nur junge Typ-Ia-Supernovae aus jungen Galaxien in verschiedenen Entfernungen verwendet werden. Es wird erwartet, dass das Vera-C.-Rubin-Observatorium mit seiner riesigen Digitalkamera eine entscheidende Rolle bei dieser Untersuchung spielen wird.
„Wenn das Vera C. Rubin-Observatorium in den nächsten fünf Jahren mehr als 20.000 neue Supernova-Wirtsgalaxien entdeckt, werden präzise Altersmessungen einen weitaus robusteren und definitiveren Test der Supernova-Kosmologie ermöglichen“, erklärte Chul Chung, ein Teammitglied.
Das sich abzeichnende Bild deutet darauf hin, dass sich das Universum einem bedeutenden Wandel unterzieht – einem Wandel, der unser Verständnis der kosmischen Entwicklung und des endgültigen Schicksals des Kosmos neu gestalten könnte. > Die Auswirkungen eines sich verlangsamenden Universums sind tiefgreifend und führen möglicherweise zu einem ganz anderen langfristigen Schicksal für unser Universum als bisher angenommen.
