Am Sonntag habe ich noch gemeint, dass es langsam wieder Zeit wird, den Physik-Nobelpreis an Astronomen zu verleihen. Und das Nobelpreiskomitee hat sich daran gehalten! Ich dachte zwar, dass er für die Entdeckung der extrasolaren Planeten vergeben wird – aber das der Preis an Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Adam G. Riess vergeben wird, ist auch nicht schlecht! Er wurde ihnen
für die Entdeckung der beschleunigten Ausdehnung des Universums durch die Beobachtung ferner Supernovae
Damit ist eine Entdeckung gemeint, die wir heute normalerweise als “dunkle Energie” kennen. Die dunkle Energie ist eine faszinierende Sache. Irgendwas muss da im Universum existieren, dass es dazu bringt, sich schneller auszudehnen, als wir das erwarten. Die Messungen (das sind genau die Messungen für die jetzt der Preis verliehen wurde) haben aber gezeigt, dass dieses “irgendwas” ungefähr 75 Prozent der gesamten Materie/Energie-Bilanz des Universums ausmachen muss! Das ist eine ziemlich verblüffende Erkenntnis, und noch dazu eine, die mittlerweile auf verschiedene, unabhängige Messungen bestätigt wurde. Also absolut würdig, einen Nobelpreis zu bekommen!
Ich habe früher schon ausführlich erklärt, was man sich unter der dunklen Energie vorstellen muss. Der Einfachkeit halber werde ich sie hier jetzt wiederholen.
Über die dunkle Materie und die Gründe, weswegen wir wissen, dass sie existiert obwohl wir sie nicht sehen können, habe ich vor einiger Zeit schonmal geschrieben.
Aber die dunkle Materie ist nicht das einzige dunkle im Universum. Seit 1998 wissen wir auch von der dunklen Energie. Und die ist mindestens so interessant und geheimnisvoll wie die dunkle Materie.
Keine Erfindung
Viele Leute meinen ja fälschlicherweise, dunkle Materie und dunkle Energie wären nur irgendwas, was sich die Astronomen ausgedacht hätten um “ihre Theorien zu retten”. Das stimmt natürlich nicht – in der Wissenschaft denkt man sich nicht so einfach mal eben irgendwas aus. Auch nicht die dunkle Energie.
Genauso wie die dunkle Materie hat man ihre Existenz aus Beobachtungen gefolgert. Im Frühling 1998 waren Forscher unter der Führung des Australiers Brian Schmidt damit beschäftigt, Beobachtungsdaten von Supernovae zu analysieren.
Der Überrest einer Supernova (N63A) in der großen magellanschen Wolke (Bild: Hubblesite)
Eine Supernova ist eine gewaltige Explosion, die dann stattfindet, wenn ein großer Stern über keinen Brennstoff mehr verfügt und sein Leben explosiv beendet. Es gibt aber auch noch einen andere Art der Supernova: dabei kreist ein weißer Zwerg um einen anderen Stern.
Ein weißer Zwerg ist ebenfalls ein Stern, der sein Leben schon hinter sich hat. Er war allerdings klein genug, um einer großen Explosion zu entgehen. Der sterbende Stern hat Schicht um Schicht seiner Atmosphäre verloren bis nur mehr ein etwa erdgroßer Kern übrig geblieben ist. Wenn so ein Zwerg nun aber einen großen Stern umkreist, kann er von dort durch gravitative Wechselwirkung Material einsammeln und wieder wachsen. Irgendwann ist er groß genug geworden, so dass wieder Kernfusion einsetzen kann. Der weiße Zwerg wird kurzfristig reanimiert und beginnt wieder zu strahlen.
So ein Ereignis nennt man eine “Supernova vom Typ Ia” und sie sind sehr wichtig für die Kosmologie. Alle diese Explosionen verlaufen auf die gleiche Art und Weise – die Helligkeit der Supernovae ist also am Ort des Geschehens immer gleich groß. Wenn wir auf der Erde also zwei Supernovae vom Typ Ia beobachten; einmal sehr hell und einmal schwächer, dann wissen wir, dass die schwächere Supernova weiter entfernt sein muss
Mit der Beobachtung von Typ Ia-Supernovae lassen sich also Entfernungen im Kosmos bestimmen – und da die Explosionen sehr hell sind, können so auch weit entfernte Gebiete vermessen werden.
Zerlegt man das Licht, das von einer Supernova kommt, in seine einzelnen Bestandteile (“Spektroskopie“), dann kann man daraus noch weitere Informationen gewinnen. Je nachdem wie schnell sich eine Lichtquelle bewegt, verändert sich ihr Spektrum. Man kann also nicht nur feststellen, wie weit entfernt eine Supernova ist – man kann auch bestimmen, wie schnell sie sich von uns fort bzw. auf uns zu bewegt!
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