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Der Autor dieser Seiten vermeidet es im Regelfall, Themengebiete zu berühren, in denen in den nächsten 20 Jahren (oder auch 2 Wochen) noch Entdeckungen zu
erwarten sind - bei denen immer die Gefahr besteht, dass sie zu dem soeben beschriebenen dann doch das Gegenteil beweisen.

Dunkle Energie und Materie ist aber derzeit in aller Munde, es ist also an der Zeit, ein Wenig darüber zu beschreiben.

Dunkle Materie

Von Alters her haben die Menschen gerätselt, wie weit die Sterne von uns entfernt sind. Eine Ahnung, das dies wirklich weit sein könnte, hatten sie schon früh:
Auch in den ältesten Zeichnungen sind meist die Sonne und die Planeten uns näher als der nächste Stern. Erste wirkliche Möglichkeit, die Abstände zu messen, wurde aber erst viel später gefunden:
Du siehst Dir die Sterne von zwei Orten aus an. Fast, wie Du es jeden Tag automatisch tust, um den Abstand zu den Gegenständen aus Deiner Umgebung abzuschätzen. Das Messwerk, das dafür zum Einsatz kommt, ist erstaunlich leistungsfähig. In Anbetracht von Lichtjahren bieten allerdings 7,5cm an Augenabstand eine nur wenig unterschiedliche Perspektive und auch einige Kilometer sind noch nicht genug. Stattdessen betrachtest Du die Sterne einmal von links und einmal von rechts von der Sonne aus (sprich: erst in einem halben
Jahr) und misst, wie sehr sich der Sternenhimmel dabei verändert.

Muscheln vom Grunde des Rothsees in 3D, da aus zwei Perspektiven gefilmt.
Muscheln am Grunde des Rothsees, abwechselnd vom linken und vom rechten Auge aus gesehen.

Sind Galaxien mehrere Lichtjahre entfernt, ändert auch dieser Abstand zwischen diesen zwei Beobachtungspunkten nur wenig und die Astronomen nehmen Supernovae des Typs 1A zu Hilfe, von denen sie hoffen, dass diese meist dadurch entstehen, dass die Schwerkraft eines ausgebrannten Sterns so lange Materie aus dessen Umgebung anzieht, bis sein Gewicht seine Materie zusammenbrechen lässt und explodieren: In diesem Fall glauben sie, die Stärke des Lichtblitzes zu kennen, der dann entsteht und über den Bruchteil des Lichtes, das davon bei uns ankommt, kann man errechnen, auf eine wie große Fläche sich das Licht verteilt hat, bis es uns erreicht.
Das zweite, was Dich interessiert, ist sicherlich, wie schnell die Sterne sind. Stell Dir vor, dass sie auf uns zukommen (was gefährlich wäre), oder so schnell wegfliegen, so dass Dulieber heute als morgen aufbrechen solltest, wenn Du sie einholen willst.
Auch dieses lässt sich messen:
Stößt man Atome so stark an, dass ihre Elektronen auf eine falsche Bahn gehoben werden, fallen diese irgendwann zurück und senden dabei mit etwas Glück Licht von einer Farbe aus, die für diese Atomsorte charakteristisch ist. Der Physiker verwendet dieses Phänomen für LASER und ein Stern, der mit viel höheren Energiemengen umzugehen gewohnt ist, sendet ständig eine charakteristische Strahlung aus, deren Frequenz sich jederzeit messen lässt. Was man aber misst, ändert sich aber mit der Geschwindigkeit des Sterns wie der Ton eines Krankenwagens, der an Dir vorbeifährt.
Das Ergebnis weißt Du bereits: Die Sterne fliegen von uns weg, und zwar umso schneller, je weiter sie von Dir entfernt sind.

Ein Universum, das sich homogen ausdehnt. Da eine der Bedingungen, die ich mir gestellt habe, war, dass das Bild als Bandschleife funktionieren soll, steckt hier mehr Programmierarbeit dahinter als üblich ist.
Animation eines homogen expandierenden Universums.

Das Problem

Wir haben gelernt, dass das Universum in einer großen Explosion entstanden ist und sich seitdem ziemlich homogen ausdehnt. Explosionen in Science-Fiction-Filmen bilden oft Wirbel. Im Vakuum aber, wo nichts von außen die Ausdehnung bremst, ist dies gar keine schlechte Annahme und erklärt auch, warum überall Materie ist, aber so dünn gestreut, dass es Jahrmilliarden dauern konnte, bis genug davon auf einen Haufen zusammenfällt, um Sterne zu ergeben:

Als zweites ist zu berücksichtigen, dass das Licht weit entfernter Sterne viel Zeit zu uns braucht. Wir sehen diese Sterne also zu einer Zeit, in der sie die Schwerkraft, mit der jeder Gegenstand jeden anderen anzieht, noch viel weniger abgebremst hat, als dies heute der Fall ist.

Das Problem ist nun, dass die Geschwindigkeit weit entfernter Sterne irgendwie nicht mit derjenigen naher Sterne zusammenpassen zuscheinen. Entweder stimmt also mit einer unserer Theorien etwas nicht, - oder wir haben etwas wichtiges übersehen. Was durchaus möglich ist: Immerhin sehen wir zwar mehrere Lichtjahre weit sehen.
Dort dann  aber nur jene Dinge, die leuchten. Vielleicht schweben ja Milliarden von Objekten durch den Raum - die zwar schwer, aber dafür dunkel oder stattdessen so durchsichtig sind, dass wir sie nicht sehen konnten.

Möglich wäre dies und würde gleich noch ein zweites Problem klären: Sterne folgen den Gesetzen der Mechanik und diese sollten eigentlich einfach genug sein, um die Entstehung einer Galaxie simulieren zu können. Wenn man dies aber tut, dann kommt man regelmäßig auf ganz andere Formen für Galaxien als man sieht. 

Dunkle Energie

Dunkle Materie scheint ein Schritt in die richtige Richtung zu sein. Sie reicht aber nicht, um für die Geschwindigkeit der Sterne wirklich die richtigen Ergebnisse zu bekommen: Es sieht es so aus, als hätte die Sterne früher etwas begrenzt und jetzt beschleunigt. Fast so, als wäre etwas früher schwer und zwischen ihnen gewesen, zöge aber jetzt von sehr weit außen - wie ein Lichtstrahl es tun könnte: Er hat Energie, (was laut E=MC² bedeutet dass er auch eine Schwerkraft auf seine Umgebung ausübt). Nur scheinen wir ihn nicht zu sehen, nennen ihn also dunkle
Energie und hoffen, dass wir eines Tages dann doch Spuren von ihm finden.