Ludwig-Maximilians-Universität München
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Dunkle Materie

Die Vermessung des Kosmos

München, 03.08.2017

Dunkle Materie und Dunkle Energie machen zusammen rund 95 Prozent des Universums aus. Das zeigt das Großprojekt „Dark Energy Survey“, das deren Struktur mit zuvor unerreichter Genauigkeit vermisst.

Eine Karte der Dunklen Materie. Sie zeigt etwa ein Dreißigstel des gesamten Himmels. Rote Bereiche deuten eine hohe Dichte Dunkler Materie an, blaue Bereiche eine geringere. Abbildung: Chihway Chang, Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago, und die DES-Kollaboration

Die jetzt vorgestellten Messungen des Dark Energy Survey (DES) zeigen Menge und Verteilung der Dunklen Materie im Kosmos mit einer Präzision, die an die Daten heranreicht, die die Planck-Kollaboration der Europäischen Raumfahrtagentur geliefert hat – mit einem entscheidenden Unterschied: Die Vermessung des Mikrowellenhintergrundes, Grundlage für die „Aufnahmen“ des Planck-Observatoriums, zeigt ein Bild aus der Frühphase des Universums, etwa 400.000 Jahre nach dem Urknall. Die DES-Daten dagegen lassen erkennen, wie das Universum heute aussieht. An der Kollaboration, die rund 400 Wissenschaftler aus mehr als 25 Ländern zusammenbringt, sind auch die Forschungsgruppen von Professor Jochen Weller, Professor Joseph Mohr und Dr. Stella Seitz von der Universitätssternwarte der LMU maßgeblich beteiligt.

„Die Ergebnisse sind mehr als aufregend“, sagt Scott Dodelson vom Fermilab, einem Forschungszentrum für Teilchenphysik nahe Chicago, USA, einer der leitenden Wissenschaftler der Experimente. „Denn damit wird es uns möglich, die Spuren zu verfolgen“, wie sich das Universum über 14 Milliarden Jahre entwickelt hat.

Mit den neuen Daten ließen sich auch Vorhersagen der Planck-Wissenschaftler bestätigen, allen voran die, dass Dunkle Materie etwa 26 Prozent des Energieinhaltes des Universums ausmacht. Dazu kommen rund 70 Prozent Dunkle Energie.

Dunkle Materie ist selbst für die empfindlichsten astronomischen Geräte unsichtbar, weil sie Licht weder aussendet noch absorbiert. Ihre Wirkung kann jedoch mit Hilfe des Gravitationslinseneffekts beobachtet werden, also der Ablenkung von Licht durch schwere Massen, wie sie rund um entfernte Galaxien auftritt.

Die Karten wurden mit Hilfe einer der weltweit leistungsfähigsten Kameras erzeugt und stellen auf diesem Detailniveau die größte zusammenhängende Kartierung der Dunklen Materie in unserem Kosmos dar. Insgesamt haben die Forscher rund 26 Millionen Galaxien vermessen. Mit dem Projekt wollen damit besser verstehen, welche Rolle die Dunkle Materie bei der Entstehung von Galaxien spielt. Eine Untersuchung der Häufung Dunkler Materie ermöglicht es den Wissenschaftlern außerdem, die Natur der Dunklen Energie zu erforschen, von der sie annehmen, dass sie die Ursache für die beschleunigte Expansion des Universums ist.