ETH Lausanne Forschende veröffentlichen bisher grösste 3D-Karte des Universums

Forschende der ETH Lausanne (EPFL) haben in Zusammenarbeit mit hunderten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der ganzen Welt mithilfe eines Teleskops mehrere Millionen Galaxien und Quasare analysiert – und die bisher grösste 3D-Karte des Universums geschaffen.

Ein internationales Konsortium an Forschenden mit Beteiligung der ETH Lausanne (EPFL) hat mithilfe eines Teleskops mehrere Millionen Galaxien und Quasare analysiert. Das Resultat ist die bisher grösste 3D-Karte des Universums.

Diese Karte ist aus einer mehr als zwanzigjährigen Zusammenarbeit von mehreren hundert Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus rund dreissig verschiedenen Institutionen aus der ganzen Welt entstanden, wie die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (EPFL) am Sonntag mitteilte.

Die 3D-Karte wurde am Sonntag in Form von mehr als 20 wissenschaftlichen Arbeiten veröffentlicht. Hauptstandort des Projekts namens «Sloan Digital Sky Survey» ist in New Mexiko in den USA. Dort wurde mit einem riesigen optischen Teleskop geforscht.

Die veröffentlichten Analysen stammen insbesondere von der letzten kosmischen Sondierung namens «The extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey» (eBOSS). Auch mehrere Forschende der EPFL waren daran beteiligt: Jean-Paul Kneib, der das Laboratorium für Astrophysik (LASTRO) leitet, ist sogar der Initiator und war mehrere Jahre lang der Hauptforscher.

Die fertiggestellte Karte zeigt Filamente von Materie und Hohlräumen, welche die Struktur des Universums von seinen Anfängen an, das heisst im Alter von nur 380'000 Jahren, genauer definieren. Von diesem Punkt aus massen die Forschenden die wiederkehrenden Muster in der Verteilung der Galaxien und identifizierten mehrere kosmologische Schlüsselparameter, darunter die Dichte der dunklen Materie und der Energie im Universum.

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Langsamere Expansion des Universums

Dafür untersuchten die am eBOSS-Projekt beteiligten Teams die Verteilung der Masse im Universum anhand verschiedener Tracer. Im Projekt forschte das Team bis zu elf Milliarden Jahre zurück in die Vergangenheit. Dazu benutzten sie sogenannte Quasare – der aktive Kern einer Galaxie, deren supermassenreiches Schwarzes Loch in ihrem Zentrum durch die darin eingeschlossene Materie extrem hell wird.

Die Karte zeigt, dass sich die Expansion des Universums an einem bestimmten Punkt beschleunigt hat und seither anhält. Die Forschenden machen dafür dunkle Energie verantwortlich. Diese Energie wird zwar von der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins umfasst, deren Ursprung ist jedoch nach wie vor ein Rätsel.

Werden die eBOSS-Beobachtungen mit den bisher durchgeführten Studien über das frühe Universum verglichen, zeigen sich Unterschiede bei der Messung der Expansionsgeschwindigkeit. So ist etwa die heute allgemein akzeptierte, als «Hubble-Konstante» bezeichnete Konstante 10 Prozent langsamer als der Wert, der aus den uns am nächsten liegenden Galaxien berechnet wird.

Aufgrund der hohen Genauigkeit und der grossen Vielfalt der Daten im eBOSS-Programm ist es laut Forschenden unwahrscheinlich, dass dieser Unterschied zufällig ist. Es gibt noch keine allgemein akzeptierte Erklärung für diese Unterschiede zwischen den verschiedenen Messungen. Eine These der Forschenden ist, dass eine noch unbekannte Form von Materie oder Energie aus dem Uruniversum Spuren in unserer Geschichte hinterlassen haben könnten.