Posted in: Kosmos 24. November 2010 19:00 Weiter lesen →

Forscher: Das Universum ist „flach“

Aufnahme eines Paares heller Spiralgalaxien mit weit geschwungenen Armen Das Universum enthält gerade genug Energie, um irgendwann eine Art Gleichgewichtszustand zu erreichen. Zu diesem Schluss kommen zwei französische Kosmologen nach der Beobachtung ferner Galaxienpaare. Demnach wird das Universum nicht unter seinen eigenen Masse wieder in sich zusammenfallen. Seine Ausdehnungsrate wird aber verschwindend klein werden.

Bild: NASA, ESA, the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration, and A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)

Offenbar liegt die Energiedichte des Universums bei jenem kritischen Wert, bei dem sich die Raumzeit weder in sich selbst krümmt noch nach außen entfaltet, ermittelten Christian Marinoni und Adeline Buzzi von der Université de Provence in Marseille. Die neuen Resultate ständen im Einklang mit der Annahme, dass rund drei Viertel der Energie im Universum in einer noch nicht näher definierbaren, „dunklen“ Form vorliegen, schreibt das Forscherduo im Magazin „Nature“.

In den 20er-Jahren war entdeckt worden, dass sich andere Galaxien umso schneller von der Milchstraße weg bewegen, je weiter sie von ihr entfernt sind. Heute gehen Kosmologen davon aus, dass das Universum vor etwa 13,7 Milliarden Jahren aus einem einzigen Punkt hervorging und sich seitdem ausdehnt wie ein Hefeteig. Woraus genau dieser kosmische Teig besteht und ob seine Expansion auf ewig anhalten wird, ist noch unklar.

Marinoni und Buzzi gingen der Frage nach, ob und wie stark die Raumzeit in sich gekrümmt ist. Das Duo analysierte dazu Beobachtungsdaten über mehrere Hundert weit entfernte Galaxien, die einander paarweise umkreisen, aber nicht miteinander verschmelzen. Wäre die Raumzeit merklich gekrümmt, sollte sich die räumliche Orientierung dieser Paare im Laufe der Zeit sichtbar verändern. Tatsächlich sind die beobachteten Orientierungen jedoch auch über große Entfernungen gleichmäßig zufällig, ergab die Analyse.

Die Galaxiendaten stimmen am ehesten mit dem Modell eines „flachen“ Universums überein, folgern die beiden Forscher. Zusammen mit anderen Beobachtungsdaten bestätigen sie zudem das derzeit favorisierte Rezept für den kosmischen Teig. Demzufolge macht die gewohnte Materie etwa 4 Prozent der Energie im Universum aus. Weitere 23 Prozent gehen auf das Konto von „dunkler“ Materie, deren Natur noch unbekannt ist. Die restlichen 63 Prozent liegen in Form einer ebenso „dunklen“ Energie vor. Diese treibt den Raum ähnlich stark auseinander, wie es bereits Albert Einstein mit seiner kosmologischen Konstante hatte annehmen müssen.

Forschung: Christian Marinoni und Adeline Buzzi, Center de Physique Théoretique, CNRS/Université de Provence, Marseille, und Institut Universitaire de France, Paris

Veröffentlichung Nature, Vol. 468, 25. November 2010, pp 539-41, DOI 10.1038/nature09577

WWW:
Centre de Physique Théoretique, Marseille
Kosmologische Konstante
Curvature of the Universe
Dark Energy and the Accelerating Universe

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Wie der kosmische „Teig“ aufgeht
Kosmos: Dunkle Energie nahezu konstant


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3 Kommentare zu "Forscher: Das Universum ist „flach“"

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  1. Michael sagt:

    Bitte verzeiht die Begriffsstutzigkeit eines hoch interessierten Laien, aber sollten denn Theorien über ein “flaches” Universum mittlerweile nicht leicht zu be- bzw. widerlegen sein.
    Meines beschränkten Wissens nach ist es bisher immerhin möglich knapp 14 Mrd. Lichtjahre weit sehen zu können.
    Wäre unser Universum also wirklich flach, so müssten die möglichen Beobachtungen doch ganz klar nachweisen können, ob die Ausdehnung sich kugelförmig oder eben innerhalb einer ausmachbaren Scheibe vollzieht !
    Vielleicht ist jemand so frei zu versuchen, mir begreiflich zu machen warum dies heute noch nicht möglich ist festzustellen ?

    Und falls noch die Zeit dafür bleibt, wäre ich ebenfalls hoch interessiert an einer
    Erläuterung über den Unterschied von „dunkler Materie“ und „dunkler Energie“ ?

    Schon mal vielen Dank im vorraus …..

  2. bart87 sagt:

    @Michael, flach im 4-dimensionalen (Raum plus Zeit), heißt nicht dass das Universum eine Torte ist. ;->

  3. Pfohl, Walter sagt:

    Die “Flachheit” der Raumzeitgeometrie, um die es geht, hat nichts mit Kugel- oder Scheibenform der Expansion zu tun – die ist im Rahmen der Beobachtungsgenauigkeit in allen Richtungen gleich, also kugelsymmetrisch. Flache Geometrie bedeutet beispielsweise, dass die Innenwinkelsumme eines Dreiecks unabhängig von dessen Größe immer 180 Grad ist – in einem gekrümmten Raum wäre diese von der Flächengröße des Dreiecks abhängig. Im Physikalischen hängt Flachheit oder Krümmung davon ab, ob ein bestimmtes Verhältnis von Energiedichte und auseinandertreibender Impulsverteilung gegeben ist.

    Dunkle Materie wurde postuliert, um die – gemessen an der sichtbaren Materiemenge – zu starken Schwerkraftwirkungen von Galaxien zu erklären.

    Dunkle Energie (mit abstoßender Schwerkraftwirkung infolge negativen Drucks) wurde vorgeschlagen, um zu erklären, warum sich die Expansion anscheinend beschleunigt.