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Die ominöse

kosmologische Konstante

Matthias Steinmetz hielt Antrittsvorlesung über„dunkle Stellen“ des Universums und mehr

Matthias Steinmetz: Außerhalb der Milchstraße.

Wer das traditionsreiche, nunmehr bereits fast 130 Jahre existierende heutige Astrophysikalische Institut Potsdam(AIP) zukunftsweisend leiten will, muss sich in allen Bereichen des Kosmos gut auskennen. Auf AIP-Direktor Matthias Stein­metz, gemeinsam von der Universität und dem AIP zum Professor für Extragalaktische Astro­physik und Kosmologie berufen, trifft das zweifel­los zu.

Is„Extragalaktiker“ gab er sich in seiner Antrittsvorlesung am 24. April nicht etwa nur mit unserem über 100000 Lichtjah­re ausgedehnten Milchstraßensystem und des­sen Hunderte Milliarden von Sternen sowie interstellarer Materie zufrieden, sondern wagte sich in die Gefilde weit entfernterer Galaxien (Sternsysteme außerhalb der Milchstraße). Über deren Aufbau und Verteilung ist vor allem in den letzten 15 Jahren so viel an Informa­tionen zusammengetragen worden, dass mehr

Portal 5-7/03

als 95 Prozent der kosmischen Zeitspanne vom Urknall bis heute damit abgedeckt werden.

In diesem Erkenntnisboom ist der 1966 in Saarbrücken geborene Matthias Steinmetz groß geworden. Er hat Mathematik und Physik in Saarbrücken und München studiert, promovier­te 1993 in der bayrischen Hauptstadt über die Entstehung und Morphologie von Galaxien, hat­te Gelegenheit, am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching und in den USA an der Arizona-Sternwarte zu arbeiten und leitet nun seit dem vergangenen Jahr das AIP auf dem Babelsberg.

In seiner Vorlesung behandelte er aktuelle Fragen moderner astrophysikalischer For­schung. So beispielsweise die nach dem Umfang der Masse im Universum. Wie man heute weiß, entspricht die leuchtende Masse nur 0,2 Prozent der Gesamtmasse. Auch die gravitativen, die Schwerkraft bedingenden, Massen machen nur etwa ein Drittel der Gesamtmasse aus. Was ist mit dem Rest? Aus welcher Art von Elementar­

teilchen könnte diese„dunkle Materie“ beste­hen?

„Gemessen ist von diesen Teilchen noch kei­nes, aber es ist nicht unmöglich, diese dunkle Materie direkt im Labor nachzuweisen. Und je nachdem, wie massereich diese Teilchen sind und wie stark sie wechselwirken, sollten sie mit gewissen Experimenten selektierbar sein.“

Schon realer ist die„Entdeckung des Jahres 1998“, dass sich die Ausdehnung des Univer­sums in den letzten Giga-Jahren beschleunigt habe.

„Aber was kann die Beschleunigung sein? Es muss ja letztendlich eine Druckkomponente sein. Eine Diskussion ist, dass es diese berühm­te kosmologische Konstante ist, die auch von der Quantenmechanik ein sehr bekanntes Äquiva­lent hat, nämlich den Druck des Vakuums.“

Unvorstellbar für den Laien erscheinen Steinmetz‘ Aussagen, dass sich in der milliar­denjährigen Geschichte des Weltalls die jeweili­gen Anteile an dunkler Materie, dunkler Energie ständig verändert haben. Heute bestehe das Uni­versum zu 73 Prozent aus dunkler Energie, deren Aufklärung eine wesentliche Frage der Elemen­tarteilchenphysik sei. 22 Prozent beträgt der Anteil an dunkler Materie.

Ausführlich befasste sich der Referent unter anderem mit Modellsimulationen des Entste­hens kosmischer Strukturen, mit denen man zum Beispiel auch erklären könne,„warum unsere Milchstraße eine Scheibe hat, warum sie im Zentrum eine Verdickung hat, warum wir ein Halo von Sternen haben, Kugelsternhaufen und so weiter“.

Im Ergebnis einer Fülle hochinteressanter fachlicher Informationen, immer wieder auch die physikalisch-theoretisch noch nicht greifbare „ominöse kosmologische Konstante“ erwähnend, kam der Referent letztlich zu dem Schluss, dass es heute„so etwas wie ein Standard-Weltmodell“ mit vielen noch nicht erkannten Komponenten gäbe. Es sei nicht sehr elegant,„aber es funktio­niert, und das ist erstaunlich. Wir finden nicht, was 95 Prozent des Universums sind, wir sehen noch nicht einmal ein knappes Prozent, aber kön­nen letztlich detaillierte Vorhersagen über den gegenwärtigen und vergangenen Zustand des Universums machen und mit astronomischen Beobachtungen direkt vergleichen“. ak

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