Weshalb beschleunigt sich die Ausdehnung des Universums? Woraus besteht Dunkle Materie? Antworten auf diese Fragen erhoffen sich Kosmologen wie die UZH-Space-Hub-Mitglieder Julian Adamek, Aurel Schneider und Joachim Stadel von der Euclid Mission.
Am 1. Juli ist es so weit: Nach elf Jahren Planungs- und Bauzeit bringt eine Rakete von Elon Musks SpaceX das Weltraumteleskop Euclid ins All. Anschliessend reist die Sonde der Europäischen Raumfahrtagentur ESA – zu deren Gründungsmitgliedern die Schweiz zählt – während eines Monats zu ihrem 1,5 Millionen Kilometer entfernten Ziel.
Dort positioniert sie sich mit der Rückseite zur Sonne und «blickt» über die Milchstrasse hinaus in die Tiefen des Universums. Die Mission: Milliarden von Galaxien und ihre Verteilung zu bestimmen. Euclids Instrumente sind in der Lage, Galaxien zu erkennen, die bis zu zehn Milliarden Lichtjahre entfernt sind. Erste Daten werden Anfang 2024 erwartet.
Ist die Dunkle Materie verantwortlich?
Bis es so weit ist, arbeiten Adamek, Schneider und Stadel weiter an ihren auf den neuesten kosmologischen Theorien basierenden Supercomputer-Simulationen. Falls ihre simulierten Karten zur Verteilung der Galaxienhaufen im Universum mit den Euclid-Daten übereinstimmen, erlaubt dies Rückschlüsse auf die Natur der Dunklen Materie.
Gemäss aktuellen Theorien macht diese zirka 25 Prozent des Universums aus. Der Anteil der sichtbaren Materie – also Materie, wie wir sie kennen – soll gerade 5 Prozent betragen. Dunkle Energie, die mit 70 Prozent den Hauptanteil stellen soll, wird für die beschleunigte Ausdehnung des Universums verantwortlich gemacht.
Neue Erkenntnisse erwartet
Falls mithilfe von Euclid festgestellt wird, dass die Ausdehnung mit gleichmässiger Beschleunigung erfolgt, wäre dies der Beweis für Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie. Aber auch, wenn Euclid die bisherigen Theorien umstossen sollte, wäre dies ein riesiger Erkenntnisgewinn.
Weltraumteleskope sind für die Kosmologie, was Labore für die Chemie sind: Möglichkeiten, die Grenzen des heutigen Wissens in kleinen Schritten zu erweitern.