Seit jeher blickt die Menschheit voller Ehrfurcht und Staunen in den Nachthimmel. Die Erfindung des Teleskops erweiterte unsere Sicht auf das Universum und fortschrittliche Technologien, die in den letzten Jahrzehnten entwickelt wurden, ermöglichen es uns, tiefer in den Kosmos einzudringen. Ein aktuelles Projekt, das darauf abzielte, unser Verständnis des Universums durch die Kartierung dunkler Energie zu verfeinern, beeindruckte jedoch selbst die daran arbeitenden Wissenschaftler.
Das Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) wurde gebaut, um das Licht entfernter Himmelskörper zu beobachten. Diese Beobachtungen werden genutzt, um eine hochauflösende 3D-Karte des Universums zu erstellen, die es Wissenschaftlern ermöglichen wird, die Dunkle Energie besser zu verstehen. Das Instrument besteht aus 5.000 Glasfaseraugen, die an einem Teleskop am Kitt Peak National Observatory in Arizona montiert sind, einem großartigen Ort zur Sternenbeobachtung. DESI wurde entwickelt, um über einen Zeitraum von fünf Jahren 34 Millionen Galaxien in mehr als zwei Dritteln des Nordhimmels zu beobachten. Allerdings hat DESI mehr als 47 Millionen entfernte Galaxien sowie 20 Millionen Sterne in unserer eigenen Galaxie kartiert und damit die Erwartungen übertroffen.
Die Suche nach dunkler Energie
Dunkle Energie ist der Begriff, den Wissenschaftler verwenden, um die mysteriöse Kraft zu beschreiben, die etwa 9 Milliarden Jahre nach dem Urknall begann, das Universum immer schneller auszudehnen. Dies widerspricht den Erwartungen, da die Schwerkraft die Expansion des Universums verlangsamen sollte. Durch die Aufspaltung des Lichts entfernter Sterne und Galaxien mit einem Spektrographen können Wissenschaftler unterschiedliche Wellenlängen des Lichts dieser Körper beobachten. Licht von einem Objekt, das sich von uns entfernt, hätte eine längere Wellenlänge und würde sich in Richtung des roten Endes des elektromagnetischen Spektrums verschieben. Dieses Phänomen ist als Rotverschiebung bekannt und kann uns sagen, wie schnell sich ein Objekt relativ zur Erde bewegt.
Im Jahr 1998 stellten Astronomen, die entfernte Supernovae untersuchten, fest, dass die Explosionen schwächer ausfielen, als sie erwartet hatten. Die Wissenschaftler nutzten die scheinbare Helligkeit und Rotverschiebung dieser Supernovae, um ihre Entfernung zu berechnen und stellten fest, dass sie weiter entfernt waren, als sie ursprünglich angenommen hatten. Das bedeutete, dass sich das Universum im Laufe der Zeit ausdehnen musste, und zwar dank einer mysteriösen Kraft, die Wissenschaftler dunkle Energie nennen.
Was dunkle Energie eigentlich ist, bleibt jedoch unklar. Einige gehen davon aus, dass es sich um ein Energiefeld oder eine Hintergrundenergie handelt, die nicht direkt beobachtet wurde. Andere gehen davon aus, dass dunkle Energie Defekte im Gefüge des Universums sein könnte oder dass es einen Fehler in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie und unserer Vorstellung von der Funktionsweise der Schwerkraft auf der Skala des Universums gibt.
Dunkle Energie kartieren
Um die Natur des Universums besser zu verstehen, sammelt DESI Rotverschiebungsdaten von entfernten Galaxien und Quasaren, Galaxien mit extrem hellen Kernen aufgrund überhitzter Gase, die durch Kräfte supermassereicher Schwarzer Löcher verursacht werden. Die Gewinnung detaillierter Rotverschiebungsmessungen von Millionen entfernter Galaxien und Quasare wird es Wissenschaftlern ermöglichen, äußerst detaillierte Karten des Universums und seiner Ausdehnung zu erstellen. Der Erfolg von DESI beruht größtenteils auf seiner Fähigkeit, entfernte Objekte schnell zu überwachen. Es kann eine Gruppe von 5.000 Objekten gleichzeitig messen und innerhalb weniger Minuten zur Beobachtung einer weiteren Gruppe von 5.000 Objekten in einer anderen Himmelsregion übergehen.
Das DESI-Team, das aus mehr als 900 Forschern aus der ganzen Welt besteht, plant, seine Beobachtungen bis 2028 fortzusetzen, um die Gesamtzahl der beobachteten Rotverschiebungen auf 63 Millionen zu erhöhen. Ihre laufenden Arbeiten werden Gebiete in der Nähe der Ebene der Milchstraße und um helle Sterne herum abdecken, wo es schwieriger ist, entfernte Galaxien zu beobachten.
DESI übertraf seine Erwartungen trotz Unterbrechungen des Projekts, wie z. B. eines Waldbrandes im Jahr 2022, der das Observatorium lahmlegte und die Strom- und Kommunikationsinfrastruktur monatelang lahmlegte. Die Analyse der DESI-Daten der ersten drei Jahre zeigt, dass die Beschleunigung möglicherweise nicht gleichmäßig und konstant ist, sondern sich im Laufe der Zeit ändert. Weitere Beobachtungen mit diesem bahnbrechenden Instrument könnten weitere Details über die Natur des Universums liefern und die Forschungsgemeinschaft weiterhin beeindrucken.
