Eine wahre Schatztruhe sind Galaxienhaufen für Kosmologen. Denn in ihrer Verteilung und Größe stecken wertvolle Informationen über die ferne Vergangenheit, aber auch über die Zukunft des Universums. Man muss sie nur zu lesen wissen. Ein neues Kapitel konnte jetzt eine Arbeitsgruppe um Alexey Vikhlinin vom Smithsonian Astrophysical Observatory in Cambridge, Massachusetts, aufschlagen. Mit dem Satelliten Chandra haben die Forscher die Röntgenstrahlung des heißen Gases zwischen den Haufen vermessen.
Galaxienhaufen sind die masse- und energiereichsten Objekte im All (bild der wissenschaft 1/2009, „Heiße Haufen”). Chandra hat 86 von ihnen genau ins Visier genommen und ihre Eigenschaften charakterisiert. Die Daten stehen bestens im Einklang mit der Annahme, dass sich der Weltraum immer schneller ausdehnt – angetrieben von einer mysteriösen Dunklen Energie. „Was auch immer die Ausdehnung des Universums beschleunigt, es führt dazu, dass sich seine Entwicklung verlangsamt”, sagt Vikhlinin. Er und seine Kollegen haben aus den Chandra-Daten herausgelesen, dass sich die Massezunahme der Galaxienhaufen mit der Zeit verlangsamte und sich weniger massereiche Haufen bildeten. Durch die Chandra-Messungen ließ sich auch die Zustandsgleichung der Dunklen Energie fast doppelt so genau bestimmen wie bislang. Sie gibt Hinweise, was sich hinter der mysteriösen „Antigravitation” verbergen könnte. Entscheidend dabei ist der sogenannte w0-Wert: das gegenwärtige Verhältnis von Druck und Dichte der Dunklen Energie. Mit einem w0 von minus 0,991 (plus/minus 0,045 beziehungsweise 0,039 an statistischer und systematischer Unsicherheit) stimmen die neuen Messungen zusammen mit anderen kosmologischen Daten sehr gut mit der sogenannten Kosmologischen Konstante (w0 = –1) überein. Diese von Albert Einstein eingeführte antigravitativ wirkende Eigenschaft das Vakuums ist die einfachste Erklärung für die Dunkle Energie. Die Chandra-Messungen sind eine weitere Bestätigung für die Existenz der Dunklen Energie – unabhängig von anderen Methoden, etwa der Analyse ferner Sternexplosionen oder der Kosmischen Hintergrundstrahlung. Außerdem sprechen die Röntgendaten gegen eine alternative Erklärung der beschleunigten Expansion, derzufolge die Allgemeine Relativitätstheorie über große Räume und Zeiten nicht gilt. „Das war ein Test, bei dem die Relativitätstheorie hätte versagen können”, sagt William Forman, ein Teamkollege von Alexey Vikhlinin. Und der ergänzt: „Viele weitere Überprüfungen sind nötig, aber Einsteins Theorie steht so gut da wie zuvor.”
Ohne die Dunkle Energie würde sich der Weltraum heute halb so rasch ausdehnen. Die Galaxien und Galaxienhaufen wären häufiger und würden immer noch wachsen. Galaxien würden auch öfter miteinander kollidieren. Die Milchstraße wäre vielleicht schon mit dem Andromedanebel verschmolzen – ein Prozess, der tatsächlich erst in zwei Milliarden Jahren beginnt (bild der wissenschaft 2/2008, „Andromeda auf Kollisionskurs”). Und beide Galaxien würden in den Virgo-Haufen eindringen – was aber niemals geschehen wird. ■
von Rüdiger Vaas
