Physiker in Skandinavien glauben, die mysteriöse Dunkle Energie des Universums mit Hilfe eines Teilchens mit einer winzig kleinen Masse erklären zu können. Das Teilchen selbst entsteht durch die Wechselwirkung von gleich acht neuartigen physikalischen Feldern. Obwohl die Theorie im Vergleich zu anderen in der Kosmologie kompliziert aufgebaut ist, erklärt sie zwanglos bestimmte Aspekte der Ausdehnung unseres Kosmos. Zudem könnten verfeinerte Untersuchungen der Hintergrundstrahlung die Theorie auf die Probe stellen.
Die Hypothese einer Dunklen Energie im Kosmos, die der Schwerkraft entgegenwirkt, erklärt, wieso sich die Ausdehnung unseres Universums beschleunigt. Astrophysiker haben über die vergangenen Jahre hinweg mehrere Theorien zur Entstehung der Dunklen Energie aufgestellt, die zumeist auf Vakuumfluktuationen im leeren Raum beruhen, ausgedrückt durch die Kosmologische Konstante der Allgemeinen Relativitätstheorie.
Da die kosmologische Konstante allerdings, wie der Name schon sagt, konstant sein muss, lässt sich mit ihr nicht die zeitliche Dynamik der Ausdehnung des Universums beschreiben. Kari Enqvist von der Universität von Helsinki und seine Kollegen aus Aarhus in Dänemark untersuchen daher in ihrer neuen Studie eine andere Theorie, in der die Dunkle Energie durch ein Teilchen mit einer winzig kleinen Masse, genannt Quintessenz, verursacht wird.
Dem Quintessenz-Teilchen ist dabei ein Feld mit einem negativen Druck zugeordnet, welches die Ausdehnung des Universums beschleunigt. Doch auch diese Theorie ist nicht frei von Problemen: Die Masse dieses mysteriösen Teilchens muss nämlich so gering sein ? etwa 38 Größenordnungen unterhalb der des Elektrons -, dass sie eigentlich von den Vakuumfluktuationen des elektromagnetischen Feldes ausgelöscht werden sollte.
Enqvist zufolge lässt sich dieses Problem durch die Annahme umgehen, dass das Quintessenz-Teilchen selbst durch die Wechselwirkung von gleich acht verschiedenen Feldern zustande kommt. Die diesen Feldern zugeordneten Teilchen haben dabei eine sehr große Masse, können allerdings durch eine als Schaukeln bezeichnete Wechselwirkung ein Teilchen einer fast verschwindenden Masse erzeugen.
Die Forscher haben sich diese Erklärung der Neutrinophysik abgeschaut. Mit einem ähnlichen Schaukelvorgang lässt sich nämlich die verschwindend geringe Masse der Neutrinos erklären, allerdings viel eleganter als mit den acht Feldern der neuen Theorie. Enqvist gesteht ein, dass seine Theorie im Vergleich zu anderen Modellen der Kosmologie sehr kompliziert ist. Verfeinerte Untersuchungen der kosmischen Hintergrundstrahlung könnten allerdings schon in einigen Jahren die neue Theorie untermauern oder verwerfen.
Physical Review Letters, Bd. 99, Artikel 031301 Stefan Maier
