In einer bahnbrechenden Studie, die am 20. November 2024 veröffentlicht wurde, bestätigte ein internationales Team von über 900 Forschern der DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument)-Kollaboration, dass sich die Gravitation wie von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt verhält. Diese bedeutende Entdeckung validiert nicht nur unser primäres Modell des Universums, sondern schränkt auch alternative Theorien zur modifizierten Gravitation ein, die vorgeschlagen wurden, um die beschleunigte Expansion des Universums zu erklären, die oft der dunklen Energie zugeschrieben wird.
Pauline Zarrouk, eine Kosmologin am Französischen Nationalen Zentrum für Wissenschaftliche Forschung, betonte die Bedeutung, die allgemeine Relativitätstheorie in größerem Maßstab zu testen, und erklärte: "Die Untersuchung der Rate, mit der Galaxien entstanden sind, ermöglicht es uns, unsere Theorien direkt zu testen, und bisher stimmen wir mit dem überein, was die allgemeine Relativitätstheorie auf kosmologischen Skalen vorhersagt." Diese Forschung nutzte fast 6 Millionen Galaxien und Quasare und ermöglichte es den Wissenschaftlern, 11 Milliarden Jahre in die Vergangenheit des Universums zu blicken.
Zusätzlich stellte die Studie neue obere Grenzen für die Neutrinomassen auf, die einzigen fundamentalen Teilchen, deren Massen noch ungenau definiert sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Gesamtmasse der drei Neutrinotypen weniger als 0,071 eV/c² betragen sollte, was frühere Messungen verfeinert und einen engen Spielraum für zukünftige Erkundungen lässt.
Die innovativen Techniken von DESI ermöglichten die Erstellung der größten 3D-Karte des Universums bis heute. Die jüngsten Ergebnisse der Zusammenarbeit erweitern frühere Analysen und verbessern das Verständnis darüber, wie Galaxien und Materie über verschiedene Skalen verteilt sind. Dragan Huterer, Professor an der Universität Michigan, bemerkte: "Dies ist das erste Mal, dass DESI das Wachstum der kosmischen Struktur untersucht hat. Wir zeigen eine enorme neue Fähigkeit, modifizierte Gravitation zu erforschen und die Einschränkungen für Modelle dunkler Energie zu verbessern."
Das Instrument, das in der Lage ist, Licht von 5.000 Galaxien gleichzeitig einzufangen, befindet sich derzeit im vierten Jahr einer fünfjährigen Umfrage, mit dem Ziel, bis zum Ende des Projekts etwa 40 Millionen Galaxien und Quasare zu analysieren. Die Zusammenarbeit plant, im Frühjahr 2025 aktualisierte Messungen der dunklen Energie und der Expansionsgeschichte unseres Universums zu präsentieren, was unser Verständnis dieser kosmischen Rätsel weiter vertiefen könnte.
Mark Maus, ein Doktorand, der an dem Projekt beteiligt ist, fasste die Aufregung um die Forschung zusammen und erklärte: "Die Idee, dass wir Bilder des Universums machen und diese großen, grundlegenden Fragen angehen können, ist überwältigend." Die Implikationen dieser Arbeit könnten zu Fortschritten in unserem Verständnis von dunkler Materie und dunkler Energie führen, die zusammen etwa 95 % des Universums ausmachen und dennoch weitgehend rätselhaft bleiben.