Im Sonnensystem verhält sich die Schwerkraft wie erwartet, aber was ist mit dem geheimnisvollen und weit entfernten Universum? Eine aktuelle Studie hat nun Antworten geliefert.

Die Schwerkraft ist die unsichtbare Kraft, die alles verbindet und das Universum formt. Eine neue Untersuchung hat getestet, ob die Gesetze der Gravitation auch auf den größten Skalen des Kosmos gelten, wie Albert Einstein es vor über 100 Jahren in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie postulierte. Diese Theorie wird von einigen Wissenschaftlern immer wieder infrage gestellt, wobei einige sogar an der Existenz der dunklen Materie zweifeln, die schätzungsweise etwa 27 Prozent des Universums ausmacht.

Für die Studie wurden Daten des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) verwendet, das im Kitt Peak National Observatory in Arizona installiert ist. Dieses hochmoderne Instrument untersucht weit entfernte Galaxien und wird in seiner fünfjährigen Laufzeit entscheidende Einsichten zur Expansion des Universums und der dunklen Energie liefern. Die Forschenden haben Daten aus dem ersten Jahr von DESI analysiert, die insgesamt fast sechs Millionen Galaxien und Quasare umfassen.

Die Ergebnisse dieser Forschung zeigen, dass die Gravitation auch im Universum wie erwartet wirkt. Der bisher präziseste Test der Gravitation über gigantische Skalen bestätigt Einsteins Vorhersagen aus dem Jahr 1915. Diese Bestätigung stärkt das führende Modell des Universums und schränkt alternative Theorien über modifizierte Gravitation ein, die versuchen, unerwartete Beobachtungen zu erklären.

Die Kosmologin Pauline Zarrouk erklärt: „Die Allgemeine Relativitätstheorie wurde im Sonnensystem gründlich getestet, jedoch war es notwendig zu überprüfen, ob unsere Konzepte auch über viel größere Distanzen zutreffen. Unser Verständnis des Wachstums der Galaxien hilft uns, diese Theorien direkt zu testen, und wir stimmen mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie in Bezug auf kosmologische Maßstäbe überein.“

Mit Hilfe von DESI blicken Forscher bis zu elf Milliarden Jahre in die Vergangenheit des Universums. Dragan Huterer von der Universität Michigan sagt dazu: „Die Analyse ist überwältigend. Dies ist das erste Mal, dass DESI das Wachstum der kosmischen Struktur untersucht hat. Wir zeigen eine beispiellose Fähigkeit, modifizierte Gravitation zu untersuchen und unsere Modelle zur dunklen Energie weiter zu präzisieren. Und das ist erst der Anfang!“

DESI kann gleichzeitig das Licht von 5000 Galaxien aufnehmen. Das Projekt ist derzeit im vierten von fünf geplanten Jahren. Am Ende der Studie werden Daten von etwa 40 Millionen Galaxien und Quasaren erwartet, was enorm zur Erforschung von dunkler Materie und dunkler Energie beitragen könnte.

Die Forscher sind weiterhin auf der Suche nach Antworten zu dunkler Materie, die etwa ein Viertel des Universums ausmacht, und dunkler Energie, die 70 Prozent ausmacht. Mark Maus vom Berkeley Lab betont die Bedeutung dieser Forschung: „Die Vorstellung, dass wir Bilder vom Universum machen können und dabei diese grundlegenden Fragen angehen, ist einfach erstaunlich.“

Bleiben Sie dran, denn die Geheimnisse des Universums warten darauf, gelüftet zu werden!