Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016

Die Materie im Universum ist leichter und weniger strukturiert als bislang geglaubt. Das zeigen die Ergebnisse eines internationalen Forscherteams unter wesentlicher Beteiligung der Universität Bonn. Die Wissenschaftler haben die Dunkle Materie im Weltraum mit Hilfe des schwachen Gravitationslinseneffektes beobachtet. Hierfür zeichnete das VLT Survey Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile rund 15 Millionen Galaxien am Himmel auf. Die Ergebnisse sind nun in den “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” veröffentlicht.

Über wie viel Masse verfügt das Universum und wie verteilt sich die Materie im Raum? Diese Grundfragen der Kosmologie sind entscheidend für die Rekonstruktion der Prozesse seit dem Urknall vor rund 13,8 Milliarden Jahren.


Die Karte stellt die Verteilung der Materie dar: Helle Regionen besitzen die größte Massendichte, dunkle die geringste. Die unsichtbare Dunkle Materie ist in rosa wiedergegeben.

(c) Grafik: Kilo-Degree Survey Collaboration/H. Hildebrandt & B. Giblin/ESO

Nach dem kosmologischen Standardmodell dehnte sich das Universum immer weiter aus, und allmählich bildeten sich Strukturen, wie zum Beispiel Galaxienhaufen. Die heutige Verteilung der Materie im Weltraum ist ein wichtiger Anhaltspunkt dafür, wie sich das Universum entwickelt hat.

Verschiedene Forscher haben mit unterschiedlichen Methoden versucht, die Dichte der Materie im Universum und deren Verteilung zu bestimmen. Einen neuen Ansatz liefert nun ein internationales Team von Wissenschaftlern aus den Niederlanden, Großbritannien, Australien, Italien, Malta und Kanada unter wesentlicher Beteiligung der Universität Bonn. Mit Hilfe des VLT Survey Telescope (VST) der Europäischen Südsternwarte in Chile beobachteten die Forscher rund 15 Millionen Galaxien am Himmel.

Verzerrung des Lichts wie durch ein Weinglas

„Dabei interessierte uns, in welche Richtung die Längsachsen der Galaxien zeigen“, erläutert Dr. Hendrik Hildebrandt, der am Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn eine von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderte Emmy Noether-Nachwuchsgruppe leitet. Bei den Millionen von Galaxien auf den aufgenommenen Bildern ist die ursprüngliche Ausrichtung im Raum im Mittel rein zufällig.

Gemessene Abweichungen von dieser Zufallsverteilung sind auf den schwachen Gravitationslinseneffekt zurückführen. Dabei lenken große Massen das Licht leicht ab. „Wie bei einem Weinglas, das durch seine gebogene Form ein dahinterliegendes Bild verändert, verzerrt der Gravitationslinseneffekt das Licht, das Galaxien aussenden“, erklärt Dr. Hildebrandt.

Ein Großteil der Materie im Weltall ist nicht in Form von Sternen, Staub oder Gas sichtbar, weshalb sie „Dunkle Materie“ genannt wird. Anhand des Gravitationslinseneffektes lässt sich aber feststellen, wo sich größere Massen in Form von sichtbarer und Dunkler Materie im Universum befinden und das Licht ablenken. Kennt man den Grad der Verzerrung in einer bestimmten Region des Universums, kann man auf die Größe der Massen zurückschließen: Kleine Gravitationslinseneffekte sind auf geringere Massen und größere Effekte auf große Massen zurückzuführen.

Genaueste kosmologische Studie mit dem Gravitationslinseneffekt

Diese Messungen führten die Wissenschaftler für unterschiedliche Regionen am Himmel durch und erstellten auf diese Weise eine Massenverteilungskarte, die Bereiche hoher und geringer Dichte ausweist. „Auf dem Gebiet des schwachen Gravitationslinseneffektes handelt es sich um die bisher genaueste kosmologische Untersuchung“, berichtet Prof. Dr. Peter Schneider vom Argelander-Institut.

Die Ergebnisse des Forscherteams sind überraschend: Im Vergleich zu früheren Resultaten anderer Forschungsgruppen enthält das Universum weniger Materie als gedacht. „Die aktuellen Resultate zeigen, dass das kosmische Netz aus Dunkler Materie, das rund vier Fünftel der Masse im Universum ausmacht, weniger stark strukturiert ist als bislang geglaubt“, sagt Dr. Massimo Viola von der Universität Leiden (Niederlande).

Die leichte Diskrepanz zwischen den Ergebnissen anderer und der aktuellen Massenbestimmungen könnte der Auftakt für weitere wissenschaftliche Untersuchungen sein. „Unsere Studie wird helfen, das theoretische Modell von der Entwicklung seit dem Urknall zu verfeinern und unser Verständnis vom modernen Universum zu verbessern“, sagt Dr. Hildebrandt.

Publikation: KiDS-450: Cosmological parameter constraints from tomographic weak gravitational lensing, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, DOI: 10.1093/mnras/stw2805

Kontakt für die Medien

Dr. Hendrik Hildebrandt
Argelander-Institut für Astronomie
Universität Bonn
Tel. 0228/731772
E-Mail: hendrik@astro.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala
20.04.2018 | Georg-August-Universität Göttingen

nachricht Licht macht Ionen Beine
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Im Focus: Spider silk key to new bone-fixing composite

University of Connecticut researchers have created a biodegradable composite made of silk fibers that can be used to repair broken load-bearing bones without the complications sometimes presented by other materials.

Repairing major load-bearing bones such as those in the leg can be a long and uncomfortable process.

Im Focus: Verbesserte Stabilität von Kunststoff-Leuchtdioden

Polymer-Leuchtdioden (PLEDs) sind attraktiv für den Einsatz in großflächigen Displays und Lichtpanelen, aber ihre begrenzte Stabilität verhindert die Kommerzialisierung. Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP) in Mainz haben jetzt die Ursachen der Instabilität aufgedeckt.

Bildschirme und Smartphones, die gerollt und hochgeklappt werden können, sind Anwendungen, die in Zukunft durch die Entwicklung von polymerbasierten...

Im Focus: Writing and deleting magnets with lasers

Study published in the journal ACS Applied Materials & Interfaces is the outcome of an international effort that included teams from Dresden and Berlin in Germany, and the US.

Scientists at the Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) together with colleagues from the Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) and the University of Virginia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

124. Internistenkongress in Mannheim: Internisten rücken Altersmedizin in den Fokus

19.04.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Juni 2018

17.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Grösster Elektrolaster der Welt nimmt Arbeit auf

20.04.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Bilder magnetischer Strukturen auf der Nano-Skala

20.04.2018 | Physik Astronomie

Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas

20.04.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics