Erst seit etwa vier Jahren gehen die Kosmologen davon aus, dass das Universum sich zunehmend schneller ausdehnt. Dann erhärteten sich die Indizien dafür, dass das nicht immer so war: In den ersten paar Milliarden Jahren des Universums wurde die Ausdehnung demnach abgebremst. Michael Turner von der Universität Chicago und Adam Riess vom Space Telescope Science Institute (STScI) haben jetzt gezeigt, dass die vom Hubble-Weltraumteleskop entdeckte Supernova SN 1997ff diese Auffassung bestätigt. Die Forscher präsentieren ihr Ergebnis in The Astrophysical Journal (Bd. 569, S.18).
“Diese Supernova erzählt uns, dass sich das Universum wie ein Autofahrer benommen hat, der abbremst, während er sich einer roten Ampel nähert und dann aufs Gaspedal drückt, wenn die Ampel auf grün springt”, so kommentierte Riess vor einem Jahr die ersten Auswertungen der Supernova-Bilder. Jetzt hat er zusammen mit Turner durchgerechnet, unter welchen Bedingungen diese Schlussfolgerung richtig ist.
Ihr Ergebnis: Das Bild, das die Supernova SN 1997ff vom erst bremsenden und dann beschleunigenden Universum zeichnet, ist mit einer Wahrscheinlichkeit von 90 Prozent richtig. Dieses Ergebnis gilt aber nur unter der Annahme, dass die mysteriöse “dunkle Energie”, die für die Beschleunigung verantwortlich ist, mit der Energie des Vakuums identisch ist oder auch mit der kosmologischen Konstante, wie Albert Einstein diese Energie ursprünglich genannt hatte.
Möglich sind diese Schlussfolgerungen nur deshalb, weil alle Supernovae vom Typ Ia in etwa gleich hell leuchten. Die Leuchtkraftunterschiede betragen höchstens 12 Prozent. Die Astronomen nennen diese Supernovae deshalb auch “Standardkerzen”. Erscheint solch eine Supernova also dunkler als eine andere, dann weiß man, dass sie weiter entfernt sein muss als die hellere. Aufgrund der bei uns ankommenden Helligkeit kann man die Entfernung berechnen.
Unabhängig davon misst man die so genannte Rotverschiebung des Lichts. Weil das Universum sich ausdehnt, werden die Lichtwellen in die Länge gezogen: Alle Farben werden in Richtung des langwelligen Rots hin verschoben. Aus der Größe dieser Rotverschiebung kann man nun wiederum auf die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums schließen.
Zusammengefasst ergibt sich folgendes Bild: Die Supernova SN 1997ff explodierte vor 10 Milliarden Jahren zu einer Zeit, als die Geschwindigkeit, mit der das Universum sich ausdehnt, noch abnahm. Vor etwa 7,5 Milliarden Jahren gewann dann die dunkle Energie die Oberhand über die bremsende Gravitation der Materie und seitdem nimmt die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums zu.
Eine Animation zur Ausdehnung des Universums finden Sie hier.
Axel Tillemans
