Gravitation Wirkt Dagegen

KnightRidder News Service (deutsch: "Nachrichtendienst")

Es klingt mehr wie "Star Wars" als reale Wissenschaft, aber Astronomen nehmen im Ernst neue Beweie auf, dass eine mysteriöse "dunkle Energie" leeren Weltraum durchdringt. Du kannst sie nicht sehen oder fühlen, aber diese seltsame Kraft ist so mächtig, dass sie Gravitation entgegenwirkt und Galaxien schneller auseinander fliegen lässt, als Wissenschaftler zuvor dachten. Ohne sie wäre das Universum vor einer Ewigkeit eingebrochen. "Da ist nun quälender Beweis für eine extra Abstoßungskraft, die die Gravitation im kosmischen Maße überwältigt", erzählte Martin Rees, Britanniens königlicher Astronom, einer Fachtagung bei der Library of Congress (deutsch: "Bibliothek des Kongresses") letzte Woche.

Diese Kraft zu verstehen wird "eine der großen Herausforderungen für das kommende Millenium" sein, sagte Neta Bahcall, eine führende Kosmologin an der Princeton University. In wissenschaftlichen Papieren und Reden geht die dunkle Kraft unter einer Vielzahl an exotischen Namen: "kosmische dunkle Energie ... negative Gravitation ... Vakuumenergie ... Nullpunktenergie ... X-Materie". Um sie zu beschreiben haben Kosmologen sogar den antiken Begriff "Quintessenz" wiederbelebt - den Namen, den mittelalterliche Gelehrte einer unsichtbaren Substanz gaben, in der Himmelskörper angeblich schwebten.

Einige Wissenschaftler setzen die Kraft mit der "kosmologischen Konstante" gleich - ein Einfall, der vor mehr als 80 Jahren vorgeschlagen wurde von Albert Einstein, um zu erklären, warum Gravitation nicht verursacht, dass das Universum an seinem eigenen Gewicht kollabiert. Die "Konstante" war eine Zahl, die Einstein in seine Gleichungen einfügte, damit sie ausgeglichen enden - ein Kniff, den dein Oberstufenlehrer wahrscheinlich Schummeln nennen würde. Der großartige Physiker verwarf später seine eigene Idee, nannte sie seinen "größten Patzer", aber sie tauchte wieder auf in respektablen wissenschaftlichen Kreisen. Eine Abstoßungskraft wird nun betrachtet als der beste Weg, zu erklären, warum das Universum sich immer schneller auszudehnen scheint.

In den 70-er Jahren, seitdem Astronom Edwin Hubble entdeckte, dass das Universum gerade größer wird, haben Wissenschaftler debattiert, ob es weiterhin wachsen oder sich verlangsamen, anhalten und Kurs wechseln wird unter dem Gravitationszug. Früh in diesem Jahr verkündeten zwei internationale Teams von Astronomen, dass jüngste Beobachtungen von Supernova - massiven explodierenden Sternen auf extrem großen Distanzen - überzeugenden Beweis lieferten, dass die Ausdehnung nicht nur weitergeht, sondern auch an Geschwindigkeit zunimmt. Diese Beobachtungen "schlagen vor, dass die Ausdehnung des Universums sich gerade beschleunigt, was die Existenz einer kosmologischen Konstante oder dunklen Energie anzeigt", schrieb Princetons Bahcall im Science-Magazin (deutsch: "Science" = "Wissenschaft") in der Ausgabe vom 28. Mai.

Der Supernova-Beweis erzwingt ein großes Aufrütteln in Astrophysik, der Wissenschaft von Raum-Zeit, sagte Bahcall. "Die populärste Erklärung ist, dass Raum selbst zusätzliche Eigenschaften haben könnte, eine Art von Federkraft, eine Energie, ein negativer Druck, der dazu tendiert, den Raum dazu zu bringen, sich ganz von selbst auszudehnen", sagte Robert Kirshner, mitarbeitender Direktor des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, USA, bei einer NASA-Wissenschaftsberatung. Obwohl diese exotische Form von Energie schwer zu messen ist, glauben Astronomen, dass sie das Universum dominiert.

Die best verfügbaren Daten zeigen an, dass Materie - Atome, Stühle, Bäume, Leute, Planeten, und Sterne - kaum ein Drittel des Universums ausmachen, laut Michael Turner, Vorstandschef der Abteilung für Astronomie und Astrophysik an der University von Chicago. Die verbleibenden zwei Drittel bestehen aus gravitationstrotzender negativer Energie, wie zum Beispiel Einsteins kosmologischer Konstante. "Wir brauchen die kosmologische Konstante, um die Bücher auszubalanzieren, da Materie nur 35 Prozent der Dichte des Universums ausmacht", sagte Turner.

Der ausbalanzierende Akt wurde beschrieben von Sean Carroll, einem theoretischen Physiker an der University of California, San Diego, als Tauziehen. "In einem Universum mit sowohl Materie und Vakuumenergie ist da ein Wettbewerb zwischen der Tendenz von [Vakuumenergie], Beschleunigung zu verursachen, und der Tendenz von Materie, Entschleunigung zu verursachen", sagte Carrol. "Das ultimative Los des Universums hängt von den präzisen Mengen von jeder Komponente ab. "Während sie die Natur der dunklen Materie herauszufinden versuchen, bedienen sich Astronomen, die sich für gewöhnlich mit dem Weltall befassen, der Natur der dunklen Kraft - der ulkigen Welt von subatomarer Physik.

Moderne Physik lehrt, dass ein Vakuum, wie zum Beispiel Weltall, nicht wirklich leer ist, sondern ist eher gefüllt mit unendlich kleinen Teilchen, die konstant in Existenz rein- und rausflackern. "Weltraum ist ein siedendendes Meer von Teilchen, die von geborgter Zeit und geborgter Energie leben," sagte Turner. "Ansonsten schäumt leerer Raum nur so vor diesen geisterhaften Entitäten," deklarierten die Astrophysker Fred Adams von der University of Michigan und Greg Laughlin von der University of California, Berkely, in ihrem neuen Buch, The Five Ages of the Universe (deutsch: "Die Fünf Zeitalter des Universums"). "Die Energie, die erforderlich ist, um diese Teilchen zu machen, wird geborgt aus dem Vakuum und dann schnell wieder zurückgezahlt, wenn die Teilchen sich einander vernichten und infolgedessen ins Nichts verschwinden," erklärten Adams und Laughlin.

Es sind diese Teilchen, glauben sie, die den "negativen Druck" kreieren, den das Universum dazu bringt, sich im beschleunigten Maße auszudehnen. Ingenieure bei NASAs Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, USA, und bei Lockheed Martin, der gigantischen Luft-Raumfahrt-Firma mit Hauptquartier in Bethesda, Maryland, USA, basteln an möglichen neuen Wegen, um nützliche Quellen der Macht aus dem Vakuum zu extrahieren - die letztendlich vielleicht Raumschiffe zu den Sternen treiben. Obwohl Träume von interstellaren Reisen, angetrieben durch Anti-Gravitation wahrscheinlich mindestens ein Jahrhundert weit weg sind vom Erfülltwerden, ist die Idee für irgend so eine dunkle Kraft, die einst als fremdartig betrachtet wurde, nun im wissenschaftlichen Mainstream. "Wir müssen sie ernst nehmen", sagte Harvards Kirshner.