Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, seit über einem Jahrhundert ein Grundpfeiler der modernen Physik, hat im Sonnensystem ihre Gültigkeit bewiesen. Aber wie sieht es im weiten Universum aus? Eine neue umfassende Studie liefert wichtige Erkenntnisse.

Im Kitt Peak National Observatory in Arizona haben Wissenschaftler das Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) genutzt, um tief in das Universum zu blicken. DESI kann das Licht von bis zu 5000 Galaxien gleichzeitig einfangen und hat bereits im ersten Jahr seiner fünfjährigen Laufzeit mehr als sechs Millionen Galaxien und Quasare untersucht. Ziel der Studie ist es, Aufschluss über die Expansion des Universums und die mysteriöse dunkle Energie zu erhalten.

Die neue Analyse verdeutlicht, wie die kosmische Struktur in den vergangenen elf Milliarden Jahren gewachsen ist, und bietet den präzisesten Test der Gravitation auf diesen großen Skalen. Die Ergebnisse zeigen eindeutig: Die Gravitation verhält sich entsprechend Einsteins Vorhersagen, was bedeutet, dass seine Theorie nicht nur lokal, sondern auch auf kosmologischen Maßstäben gültig ist. Dies stärkt das führende Modell des Universums und schränkt alternative Theorien einer modifizierten Gravitation ein, die oft als Erklärungen für unerwartete Beobachtungen vorgeschlagen wurden.

Die Kosmologin Pauline Zarrouk betont die Bedeutung der Ergebnisse: "Wir haben die Annahme, dass Einsteins Theorien auch im großen Maßstab gelten, erfolgreich getestet. Das Wachstum der Galaxien ermöglicht uns einen direkten Test unserer Theorien, und die Übereinstimmung mit den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie ist überzeugend."

Ein entscheidender Aspekt der Analyse ist, dass sie es den Forschenden ermöglicht, bis zu elf Milliarden Jahre in die Vergangenheit zu blicken. Dragan Huterer von der Universität Michigan beschreibt die Ergebnisse als "spektakulär" und sieht DESI als eine bahnbrechende Technologie, die nicht nur das Wachstum der kosmischen Strukturen untersucht, sondern auch spannende Einblicke in die Natur von dunkler Materie und dunkler Energie bietet.

Dunkle Materie und dunkle Energie sind Schlüsselaspekte unserer Verständnis des Universums und machen zusammen etwa 95 Prozent seiner Gesamtmasse aus. Trotz ihrer Bedeutung wissen wir erstaunlich wenig über diese Phänomene. Mark Maus vom Berkeley Lab erklärt: "Die Idee, dass wir Bilder vom Universum aufnehmen können, um die großen Fragen zu klären, die uns seit Jahrzehnten beschäftigen, ist einfach atemberaubend."

Die Ergebnisse dieser Studie sind nicht nur ein Sieg für die Physik, sondern könnten auch entscheidende Hinweise für das Verständnis der Strukturen des Universums und deren Entwicklung in den kommenden Millionen Jahren liefern. Die Publikation der DESI-Forschungsergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften steht bevor und wird sicherlich für weitere Diskussionen in der Wissenschaftswelt sorgen.