Dunkle Energie

Dunkle Energie ist die Bezeichnung für die unbekannte Ursache der beschleunigten Expansion des Universums. 1998 entdeckten zwei unabhängige Forschergruppen durch Beobachtung weit entfernter Supernovae vom Typ Ia, dass sich die Ausdehnung des Kosmos nicht verlangsamt (wie die Gravitation vermuten ließe), sondern beschleunigt. Die Entdeckung brachte Saul Perlmutter, Brian Schmidt und Adam Riess 2011 den Physik-Nobelpreis.

Dunkle Energie macht etwa 68 % der Gesamtenergie des Universums aus, ist aber vollständig unverstanden. Sie könnte eine kosmologische Konstante sein (Einsteins Lambda), eine dynamische Energieform (Quintessenz) oder ein Hinweis darauf, dass unsere Gravitationstheorie unvollständig ist.

Die Konsequenzen sind kosmisch: In ferner Zukunft wird Dunkle Energie jede Galaxie von jeder anderen trennen, bis Beobachter nur noch ihre eigene Galaxie sehen können. Im extremsten Szenario ('Big Rip') könnte sie letztlich Galaxien, Sterne, Planeten und sogar Atome zerreißen.

In der Science Fiction verschmilzt Dunkle Energie oft mit Dunkler Materie zu einem generischen 'Dunkel'-Konzept. Die physikalisch interessantere Geschichte ist die existenzielle: ein Universum, das sich selbst auflöst, in dem die Zukunft immer leerer und kälter wird. Alastair Reynolds und Stephen Baxter haben diese kosmische Einsamkeit in ihren Werken aufgegriffen.

Neuere Beobachtungen stellen die Konstanz der Dunklen Energie in Frage. Die Euclid-Mission der ESA und der Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Survey veröffentlichten 2024 erste Hinweise darauf, dass die Dunkle Energie keine Konstante sein könnte, sondern sich im Laufe der Kosmosgeschichte verändert. Wenn das stimmt, wäre Einsteins kosmologische Konstante nicht die richtige Beschreibung, und der Big Rip als Endpunkt wäre entweder wahrscheinlicher oder gänzlich vom Tisch, je nach Verlauf der Änderung.

Auch die sogenannte Hubble-Spannung belastet die Standard-Kosmologie. Messungen der Expansionsrate des heutigen Universums (aus Cepheiden-Sternen und Supernovae) ergeben einen anderen Wert als Messungen aus der kosmischen Hintergrundstrahlung. Die Diskrepanz ist zu groß, um sie als Messproblem abzutun, und könnte auf neue Physik hinweisen. Manche Kosmologen sehen darin einen Hinweis darauf, dass das Modell der Dunklen Energie überarbeitet werden muss.

Für Science-Fiction-Autoren ist die Dunkle Energie das beste Werkzeug, um den Endpunkt einer Zivilisation zu beschreiben. In einem Big-Rip-Szenario werden in der letzten Phase des Universums zunächst Galaxienhaufen, dann Galaxien, dann Sterne, dann Planeten und schließlich Atome innerhalb von Millisekunden zerrissen. Baxter beschreibt diesen Prozess in Time am Ende seiner Manifold-Trilogie mit einer Präzision, die jedem kosmologischen Lehrbuch standhält.