Das Schicksal des Universums ist noch nicht besiegelt: Vielleicht bleibt dem Kosmos die endlose Ausdehnung doch erspart, meinen Forscher um Csaba Csaki von Los Alamos National Laboratory. Nach ihrer Theorie wäre das möglich, falls sich Lichtteilchen auf dem Weg durchs Weltall in andere Elementarteilchen, so genannte Axione, verwandeln.
Die Helligkeit weit entfernter Supernovae eröffnete den Astronomen vor ein paar Jahren Einblick in das Schicksal des Universums: Die Supernovae leuchteten schwächer als erwartet, mussten also weiter entfernt sein als es kosmologische Modelle vermuten ließen. Also, folgerten die Astronomen, dehnt sich das Universum immer schneller aus.
Um das physikalisch zu erklären, mussten die Astrophysiker eine Kraft einführen, die der Gravitation entgegenwirkt, die so genannte dunkle Energie. Sie soll 70 Prozent der im Weltall vorhandenen Energie ausmachen, wobei aber völlig unklar ist, wie man sie sich physikalisch vorstellen soll.
Csaka und ihre Kollegen stellen jetzt in den Physical Review Letters (22. April 2002) ein alternatives, wenn auch nicht minder exotisches Modell vor, um die schwach leuchtenden Supernovae zu erklären. Ihrer Vorstellung nach wandelt sich ein Teil der Photonen von den Supernovae auf dem weiten Weg zur Erde in so genannte Axionen um. Axionen sind hypothetische Teilchen, die in andere physikalische Theorien eingebaut wurden, um Asymmetrien in der Händigkeit mancher Elementarteilchen zu erklären.
Nach der Vorstellung der Forscher können sich Photonen in der Anwesenheit von Magnetfeldern in Axionen verwandeln und wieder zurück, ähnlich wie auch Neutrinos sich von einem Typ zum anderen verwandeln können. Dafür müssten Axionen eine, wenn auch sehr geringe, Masse besitzen. Csaka und ihre Kollegen berechneten, dass je nach Entfernung bis zu einem Drittel der Supernova-Photonen auf dem Weg verlorengeht und so die Helligkeit der Sternexplosionen vermindert. Das stimme mit den beobachteten Helligkeiten überein.
Am Schweizer Teilchenbeschleuniger CERN werden bereits Vorbereitungen getroffen, um Axionen mit einem speziellen Teleskop aufzuspüren. Außerdem arbeiten mehrere Gruppen daran, mit einer unabhängigen Methode herauszufinden, ob sich das Universum tatsächlich beschleunigt oder nicht.
Ute Kehse
