Der Spiegel - 17.08.2019

pe namens H0LiCOW an (von Kollegen

scherzhaft »holy cow« genannt). Die Grup-

pe vermaß die Hubble-Konstante mithilfe

von Quasaren, hellen Galaxiekernen. Fo-

lie für Folie ging der Doktorand über die

noch unveröffentlichten Messungen. Auf

der letzten Folie stand die entscheidende

Zahl: 73,3. »Mir lief ein kalter Schauer

über den Rücken«, erinnert sich Riess.

Das Ergebnis stimmt nicht nur nahezu

perfekt mit seinem eigenen überein, es ist

zudem unabhängig von seiner Messung

mit einer ganz anderen Methode zustande

gekommen – für ihn eine grandiose Be-

stätigung. Zusammengenommen über-

schreiten die beiden Analysen die statisti-

sche Schwelle, an der für Physiker typi-

scherweise aus einer Vermutung eine

Gewissheit wird. Seitdem der Fachartikel

vor wenigen Wochen online ging, hat sich

die Krise der Kosmologie massiv ver-

schärft.

Für das Verständnis des Universums ist

die Hubble-Konstante schon seit Langem

von großer Bedeutung. Seit fast einem

Jahrhundert versuchen die Himmelsfor-

scher, ihren genauen Wert zu ermitteln.

Alles begann damit, dass der amerika-

nische Astronom Edwin Hubble 1927 das

damals beste Teleskop der Welt auf einige

schwach glimmende Galaxien am Nacht-

himmel richtete. Er analysierte ihre Spek-

tren und erkannte: Je schwächer eine Ga-

laxie leuchtet, je weiter entfernt sie also

vermutlich ist, desto rotstichiger ihr Licht.

Hubble wusste, dass Licht wegen des

sogenannten Dopplereffekts umso lang-

welliger und damit röter wird, je schneller

sich seine Quelle vom Beobachter weg -

bewegt. Er selbst berechnete für die relati-

ve Ausdehnungsgeschwindigkeit – später

Hubble-Konstante genannt – einen sieben-

fach zu hohen Wert. Dennoch war die Er-

kenntnis bahnbrechend: Das Universum

wird immer größer. Alle fremden Galaxien

fliegen von der Milchstraße weg – und

zwar umso schneller, je weiter sie entfernt

sind.

Lange Zeit gingen die Astrophysiker da-

von aus, dass sich diese Expansion mit

zunehmendem Alter des Universums ab-

schwäche. Doch aus den Arbeiten von

Riess und anderen ergab sich das Gegen-

teil. Um die permanente Beschleunigung

zu erklären, postulierten die Kosmologen

eine mysteriöse dunkle Energie, die eine

Art negativen Druck aufbaut. Aufgrund

ihres Wirkens dehnt sich der Raum aus

sich selbst heraus aus und treibt alle Dinge

darin auseinander – ähnlich wie sich Rosi-

nen in einem aufgehenden Kuchenteig im

Ofen voneinander entfernen.

Diese unheimliche Wirkung entfaltet

die dunkle Energie überall im Universum.

Doch auf – kosmisch gesehen – kurzen

Distanzen überwiegen zumindest derzeit

noch die elektromagnetische Kraft und die

Gravitation. Beide Urkräfte halten Atome,

das Sonnensystem und die Milchstraße zu-

sammen.

Bis heute weiß niemand, was die dunkle

Energie genau ist. Manche vermuten da-

hinter bizarre Fluktuationen im Vakuum,

Teilchen und Antiteilchen, die spontan ent-

stehen und sich wieder in Strahlung auf -

lösen. Andere glauben eher an ein Energie-

feld, das den gesamten Raum durchzieht.

Fest steht nur, dass die dunkle Energie, zu-

sammen mit der ebenfalls mysteriösen

dunklen Materie, 95 Prozent aller Energie

und Materie im Universum ausmacht. Alle

sichtbare Materie – die Sonne, die Plane-

ten und dieses SPIEGEL-Heft – kommt zu-

sammen nur auf fünf Prozent.

Trotz der ungelösten Fragen um die

dunkle Energie war das Standardmodell

der Kosmologie bislang erstaunlich erfolg-

reich. Es erklärt, wie sich Teilchen einst

aus einer dichten Ursuppe zu Galaxien

ballten, wie in diesen Galaxien Sterne

geboren wurden und wieder vergingen,

wie einige von ihnen am Ende ihres Le-

bens zu massereichen schwarzen Löchern

schrumpften und andere sich zu roten

Riesen aufplusterten. Und es erklärt, wie

am Rande einer Galaxie namens Milch-

straße eine Sonne entstand und in ihrer

Nähe ein Planet, den Menschen einmal

Erde nennen würden.

Bis zur neuen Bestimmung der Hubble-

Konstanten gab es wenig Grund, an dem

kosmologischen Standardmodell zu zwei-

feln. Kein Wunder, dass die Fachleute auf

die neuesten Analysen zurückhaltend rea-

gieren. Die Astrophysikerin Wendy Freed-

man von der University of Chicago hat

kürzlich ebenfalls einen Wert für die Hub-

ble-Konstante ermittelt: Sie landete bei

knapp unter 70, einem Wert, der noch

eher mit dem Standardmodell verträglich

wäre. Freedman: »Erst in einigen Jahren,

mit deutlich mehr Daten, werden wir kla-

rer sehen.«

Auch für Adam Riess hat das Standard-

modell noch nicht automatisch ausgedient.

Er hält es aber für denkbar, dass man es

»zurechtruckeln« muss.

An Ideen mangelt es nicht, fast wöchent-

lich präsentieren Astrophysiker neue Vor-

schläge. Manche denken sich weitere,

noch unentdeckte Teilchen aus, etwa eine

vierte Klasse von Neutrinos; andere stellen

gar Albert Einsteins allgemeine Relativi-

Wissenschaft

Inflationäre

Ausdehnung

Im Bruchteil einer

Sekunde wächst

das Universum

auf astronomi-

sche Größe.

Urknall Ur-Universum

Der Kosmos wird durch-

sichtig. Dieser Urzustand

ist gleichsam eingefroren

in der kosmischen Hinter-

grundstrahlung. Mithilfe

von Satelliten können

Forscher sie exakt

kartieren.

Heutiges Universum

Das Weltall dehnt sich weiter-

hin aus, abzulesen an der

Rotverschiebung des Lichts

ferner Galaxien. Astronomen

nutzen unter anderem Super-

novae (explodierende Sterne)

für genaue Entfernungs-

bestimmungen.

Berechnungen der Hubble-Konstante, des Maßes für die Ex-

pansion des Weltalls, führen zu unterschiedlichen Ergebnissen,

je nachdem ob die Astronomen vom Ur-Universum oder vom

heutigen Weltall ausgehen.

010 –^35 Sekunden

Zeit seit

dem Urknall/

Alter des

Universums

Suche nach dem rechten Maß

Phasen des expandierenden Universums nach dem Standardmodell

380 000 Jahre 13,8 Milliarden Jahre

NASA / WMAP

DER SPIEGEL Nr. 34 / 17. 8. 2019 99