Dunkle Energie ist noch keine experimentell entdeckte Form von Materie, die das gesamte von uns beobachtete Universum durchdringt. Sie ist "verantwortlich" für die Tatsache, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt, sondern dies auch mit Beschleunigung tut.
Es ist noch nicht möglich, diese Energie zu „fühlen“, aber das bedeutet nicht, dass nichts darüber gesagt werden kann. Es ist insbesondere möglich, seine Menge durch den Einfluss zu schätzen, den es auf die Expansion des Universums hat - seine Beschleunigung ist umso größer, je dunkler die Energie im Universum in diesem Moment ist.
Astronomen bestimmen die Expansionsrate des Universums und die zeitliche Änderung dieser Rate durch Supernovae. Ihre tatsächliche Leuchtkraft ist genau bekannt, daher ist es durch die Helligkeit, die von der Erde aus beobachtet werden kann, möglich, die Entfernung von uns zur Supernova genau zu bestimmen, und durch die Rotverschiebung, die Geschwindigkeit, mit der sich dieses Objekt zum Zeitpunkt der Emission des heute sichtbaren Lichts von uns wegbewegte.
Diese Methode hat jedoch eine ernsthafte Einschränkung. Es ist geeignet, um die letzten neun Milliarden Jahre des Lebens des Universums zu studieren. Es gibt nur sehr wenige ältere Supernovae. Mittlerweile wird das Alter des Universums auf etwa 13,8 Milliarden Jahre geschätzt. Es wäre äußerst interessant, in den Anfang ihres Lebens zu schauen.
Die neue Technik verwendet Ultraviolett- (UV) und Röntgendaten, um Entfernungen zu Quasaren abzuschätzen.
Ein Quasar ist ein riesiges Schwarzes Loch, das die umgebende Materie intensiv verschlingt. Diese Angelegenheit leuchtet und sehr hell. Ein typischer Quasar emittiert 1-2 Größenordnungen mehr Energie als unsere gesamte Galaxie. Besonders angenehm ist, dass Quasare bereits zu Beginn des Universums erschienen sind.
Ultraviolette Strahlung wird in der den Quasar umgebenden Materiescheibe erzeugt. Einige der ultravioletten Photonen kollidieren dann mit Elektronen in einer heißen Gaswolke über und unter der Scheibe, und diese Kollisionen können ihre Energie auf das Niveau von Röntgenstrahlen steigern. Die Helligkeit eines Quasars im UV- und Röntgenbereich ist korreliert: Je mehr ultraviolette Strahlung am Anfang war, desto größer ist die Röntgenhelligkeit.
Auf diese Weise können wir die wahre Helligkeit des Quasars berechnen, und wenn wir ihn kennen und den, den wir sehen, können wir den Abstand zu ihm berechnen. Danach bleibt nur noch sehr wenig übrig: die Entfernung mit der Rotverschiebung des Objekts zu vergleichen und eine Schlussfolgerung über die Entfernungsrate des Quasars von uns vor Milliarden von Jahren zu ziehen, als sein Licht emittiert wurde.
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Die Forscher sammelten Daten für 1.598 Quasare und schätzten die Expansionsrate des Universums sehr früh. Die Ergebnisse zeigen, dass die Menge an dunkler Energie mit der Zeit zunimmt.
Da dies eine neue Methode ist, haben Astronomen zusätzliche Schritte unternommen, um zu zeigen, dass sie zuverlässige Ergebnisse liefert. Sie zeigten, dass seine Ergebnisse in den letzten neun Milliarden Jahren mit denen übereinstimmen, die zuvor aus Supernova-Daten erhalten wurden.
Einzelheiten finden Sie in einem Artikel in Nature Astronomy. Den vollständigen Vorabdruck finden Sie hier.
Sergey Sysoev