In einem Aufsatz, der vor Kurzem im Fachjournal »Astronomy & Astrophysics« erschienen ist, legt der Oxford-Theoretiker sein Argument genauer dar: Demnach gehen Kosmologen für gewöhnlich davon aus, dass die Eigenbewegung unserer Galaxiengruppe nicht mehr stark ins Gewicht fällt, wenn man Distanzen von mehr als 500 Millionen Lichtjahren überblickt. Auf diesen Skalen müsste die Strömung, in der sich die Milchstraße bewegt, von deutlich mächtigeren Materiebewegungen überlagert werden und sich dem »Referenzsystem« der kosmischen Hintergrundstrahlung anpassen, so die weit verbreitete Annahme.

Fehlerhafte Korrekturen?

Aber ist das wirklich so? Oder reicht der Materiefluss, der unsere Milchstraße bewegt, vielleicht viel weiter ins All hinaus als gedacht? Gleicht er sich möglicherweise gar nicht an den Mikrowellenhintergrund an? Wird unser ganzes sichtbares Universum womöglich von gewaltigen Strömungen beherrscht, die allgemein gültige Aussagen sehr schwierig machen?

Sarkar ist überzeugt von diesem Szenario: »Der Kosmos scheint nicht isotrop zu sein, wir sind also keine kopernikanischen Beobachter«, sagt er. Entsprechend seien die Rotverschiebungskorrekturen für sehr weit entfernte Supernovae fehlerhaft.

Er und sein Team haben sich daher an eine Neuanalyse von öffentlich verfügbaren Supernovamessungen gemacht. »Es war gar nicht so einfach, diese Daten zu finden, da an fast allen Datensätzen bereits herumgedoktert wurde«, beschwert er sich. Schließlich wurden die vier Forscher in einer Sammlung aus dem Jahr 2014 fündig, die 740 Sternexplosionen enthält, und machten die darin durchgeführten Rotverschiebungskorrekturen rückgängig.

»Zu behaupten, es gäbe keine Dunkle Energie, ist angesichts vieler anderer Daten einfach abenteuerlich« (Matthias Bartelmann, Universität Heidelberg)

Anschließend will Sarkars Team unvoreingenommen überprüft haben, welches Modell am besten zu den Daten passt. Die Forscher ließen hierbei auch einen Parameter zu, der eine Richtungsabhängigkeit der Rotverschiebung ausdrückt, wie man sie in Folge einer deutlichen Relativbewegung von Quelle und Beobachter erwarten würde. Modelle mit solch einer »Dipol-Komponente« schnitten deutlich besser ab als solche, in denen die Rotverschiebung keinerlei Richtungspräferenz hat, so Sarkar.

Damit stünde die Dunkle Energie auf der Kippe, behaupten die Forscher weiter: Was Kosmologen bisher auf die rätselhafte, allgegenwärtige Antischwerkraft zurückgeführt haben, sei in erster Linie die Beschleunigung unserer eigenen Galaxiengruppe. »Ich vermute, dass wir von irgendeiner großen Masse jenseits des 650 Millionen Lichtjahre entfernten Shapley-Galaxienhaufens angezogen werden«, sagt Sarkar.

Was ist Dunkle Energie? Der Begriff »Dunkle Energie« (englisch: Dark Energy) stammt aus den 1990er Jahren, das dahinter liegende Konzept ist aber bereits 100 Jahre alt. Es spielte eine Rolle bei der Entwicklung von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, die bis heute vorherrschende Theorie von Raum, Zeit und Schwerkraft. 1917 sah sich Einstein gezwungen, einen Zusatz in seine Gleichungen aufzunehmen, die kosmologische Konstante. Einstein wollte damit den Zusammensturz des Universums verhindern. Forscher hielten es damals für ein statisches Gebilde. Doch damit müsste das All früher oder später unter seiner eigenen Schwerkraft kollabieren, folgerte Einstein – und ersann die kosmologische Konstante. Sie verkörperte einen nach außen gerichteten Gegendruck, der dem Kollaps Einhalt gebietet. Doch als in den 1920er Jahren klar wurde, dass der Kosmos nicht statisch ist, sondern expandiert, verwarf Einstein die Idee wieder. Stattdessen setzte sich das Konzept des Urknalls durch, der dem All den nötigen Schwung für die Ausdehnung mitgab. 1998 erkannten Kosmologen jedoch, dass das Universum seit rund sieben Milliarden Jahren an Geschwindigkeit zulegt; die Expansion beschleunigt sich. Erklären lässt sich das mit der Dunklen Energie, die wie eine Art Antigravitation wirkt. Während gewöhnliche Materie, Dunkle Materie und elektromagnetische Strahlung mit wachsendem Volumen ausdünnen, scheint ihre Menge in einem Kubikmeter Weltall konstant zu bleiben – so wie es auch bei Einsteins kosmologischer Konstante der Fall war.

Kritik aus Amerika

Kann das sein? Ist die Dunkle Energie ein gigantischer Irrtum? Oder hat Sarkar selbst einen Fehler gemacht und Daten einseitig interpretiert? Wer mit anderen Astrophysikern spricht, hört immer wieder letztere Vermutung. Insbesondere US-Wissenschaftler reagieren mit heftiger Ablehnung auf die These des Professors aus Oxford. »Außergewöhnliche Behauptungen erfordern außergewöhnliche Beweise«, sagt etwa Dragan Huterer von der University of Michigan. »Die sehe ich hier in keinster Weise.«

Huterer und mehrere seiner Kollegen finden, dass sich die Veröffentlichung von Sarkar im Grunde selbst widerspricht: In einer Tabelle im Anhang ist aufgelistet, wie gut das konventionelle, dipolfreie Modell die analysierten Supernova-Daten erklärt. »Wenn man das mit dem Modell der Autoren aus einer anderen Tabelle im Paper vergleicht, sieht man, dass dieses sehr viel schlechter zu den Daten passt«, sagt Huterer.

Sarkar hingegen bestreitet, dass man die Einträge der Tabellen in seinem Paper einfach so vergleichen kann – und verweist auf eine andere statistische Sichtweise, der zufolge sein Modell besser abschneide. Aber wieso geht das aus dem Paper dann nicht hervor? Es sei ein Fehler gewesen, das in der Veröffentlichung nicht deutlicher zu machen, rechtfertigt er sich. Geändert hätte das wenig: »Dann hätten jene, die unsere Schlussfolgerung nicht mögen, eben einen anderen Knüppel gefunden, um auf uns einzudreschen.«

Sarkar dürfte damit unter anderem David Rubin von der University of Hawaii meinen, der einst bei Saul Perlmutter promoviert hat. Rubin hat gemeinsam mit einer Studentin mehrere Kritikpunkte zusammentragen und auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlicht. Rubin hatte bereits vor drei Jahren die Klingen mit Sarkar gekreuzt, als dieser schon einmal die Auswertung von Supernova-Daten bemängelte.

Einer der Kritikpunkte zielt auf den Supernova-Katalog ab, den Sarkars Team für seine Neuanalyse verwendet hat. Diese »Joint Lightcurve Analysis« stammt aus dem Jahr 2014, obwohl es mittlerweile neuere und größere Datensätze gibt. Wieso hat Sarkar diese nicht verwendet? Eine Antwort dazu findet sich unter anderem in einer Erwiderung, die die er und sein Team am Mittwoch ebenfalls auf Arxiv veröffentlicht hat. »Diese Daten scheinen öffentlich nicht in einer Form vorzuliegen, die wir verwenden können«, heißt es darin etwas kryptisch. In dem früheren Paper der Gruppe war zusätzlich dazu noch von »Bedenken hinsichtlich der Genauigkeit der Daten« die Rede, die nun verschwunden zu sein scheinen.

Im Schatten der Nobelpreisträger

Wegen solcher Details kann man die Zurückhaltung verstehen, mit der viele Astrophysiker Sarkar begegnen: Ihm eilt zuweilen der Ruf voraus, sich vorrangig auf jene Daten zu berufen, die sein Argument stützen. Aber ist die vernichtende Kritik aus den Vereinigten Staaten wirklich gerechtfertigt? Oder reagieren die dortigen Forscher vielleicht auch deshalb so allergisch, weil der Oxford-Theoretiker gewissermaßen das Lebenswerk von Perlmutter, Schmidt und Riess in Frage stellt – die nach wie vor sehr einflussreiche Figuren in der US-Kosmologieszene sind?

In der Tat äußern sich europäische Experten ambivalenter, wenn man sie auf Sarkars jüngsten Vorstoß anspricht. Da ist zum Beispiel Bruno Leibundgut. Der Schweizer gehörte Ende der 1990er Jahre zu einem der Teams, die die beschleunigte Expansion entdeckt haben, und war später Wissenschaftsdirektor der Europäischen Südsternwarte ESO. Mit Blick auf Sarkars Paper sagt er: »Ich finde, das sind durchaus Fragen, die man stellen kann.« Im Detail überzeugt ihn die These seines Oxford-Kollegen aber auch nicht – unter anderem vermisse er eine gründliche Diskussion der Unsicherheiten der Analysen.

Laden... © Illustris Collaboration (Ausschnitt) Das kosmische Netz | Diese detaillierte Simulation der großräumigen Strukturen im Universum entstand im Rahmen der Illustris-Simulation. Die Verteilung der Dunklen Materie ist blau und die des Gases orange dargestellt. Der abgebildete Bereich hat eine Kantenlänge von 300 Millionen Lichtjahren. Deutlich zu erkennen sind die filamentartigen Materieansammlungen.

Generell müsse man zwei Aussagen der Veröffentlichung unterscheiden, findet Leibundgut: Da sei zum einen die Frage, ob man die Blickrichtung bei der Rotverschiebung stärker berücksichtigen müsse als bisher. »Wir können bisher nicht ausschließen, dass es hier einen Dipol gibt«, sagt er. Die andere Frage sei, ob man daraus schließen könne, dass es keine Dunkle Energie gibt. »Das geben die Daten meiner Meinung nach nicht her.«

Soll heißen: Die Dunkle Energie gibt es zwar, aber Kosmologen unterschätzen die statistischen Unsicherheiten in ihren Analysen. So ähnlich sieht es auch Dominik J. Schwarz von der Universität Bielefeld. Er hält Sarkars Vorstoß für einen wichtigen Beitrag: »Ich finde es absolut richtig, die Supernova-Daten nicht zu korrigieren, bevor man ein Modell anpasst, sondern diese Korrekturen als Teil des Modells zu betrachten – und nicht als Teil der Daten«, sagt Schwarz. Letzteres sei bei vielen Kosmologie-Analysen Standard, könne aber im schlimmsten Fall die Ergebnisse verfälschen. Er forsche deshalb zu ähnlichen Fragen.

Auch Matthias Bartelmann von der Universität Heidelberg kann der Arbeit im Kern etwas Positives abgewinnen. »Sie greift den wichtigen Punkt auf, dass es in den Supernova-Daten noch ungeklärte Abhängigkeiten geben mag, die die Signifikanz der daraus abgeleiteten Ergebnisse verringern.« Die daraus gezogene Schlussfolgerung geht Bartelmann aber viel zu weit: »Allein aufgrund dieses Befundes zu behaupten, es gäbe keine Dunkle Energie, ist angesichts vieler anderer Daten einfach abenteuerlich«, sagt er.

Nicht nur Supernovae deuten in Richtung Dunkler Energie

Da ist zum Beispiel die kosmische Hintergrundstrahlung, aus der Forscher nicht nur die Geschwindigkeit unserer Milchstraße ablesen können, sondern auch die Materieverteilung 380 000 Jahre nach dem Urknall. Indirekt lässt sich daraus folgern, dass es große Mengen einer unbekannten Energieform geben muss.

Laden... © ESA / Planck Collaboration (Ausschnitt) Hintergrundstrahlung | Die ESA-Raumsonde Planck hat von 2009 bis 2013 die kosmische Hintergrundstrahlung des gesamten Himmels mit der bisher besten Genauigkeit und Winkelauflösung vermessen. Spektrum und Intensität der Strahlung entsprechen an jedem Punkt des Himmels einer bestimmten Temperatur, die hier farbig codiert dargestellt ist. Der Temperaturbereich, der in der Abbildung von tiefblau bis tiefrot dargestellt ist, entspricht nur wenigen Millionsteln der Durchschnittstemperatur von rund 3 Kelvin.

Auch die Verteilung von Galaxienhaufen im heutigen Universum spricht aus Sicht vieler Fachleute für die Dunkle Energie: Die kosmischen Strukturen sehen so aus, als handele es sich um die aus der Hintergrundstrahlung ersichtlichen Dichteschwankungen, die von einer beschleunigten Expansion in den letzten 13,8 Milliarden Jahren stark vergrößert wurden. Daneben sprächen auch so genannte Gravitationslinsen und die Zahl von Galaxienhaufen bei bestimmten Rotverschiebungen für die Dunkle Energie, sagt Dragan Huterer.

Für Subir Sarkar sind das alles Argumente, die auch eine andere Erklärung haben könnten. Wer mit ihm über Kritik an seiner Arbeit spricht, erlebt einen höflichen Mann, der jedoch wenig Zweifel an seiner These zulässt. Auf jeden fachlichen Einwand hat er eine umfassende, nachdrücklich vorgetragene Antwort parat. Dabei klingt er stets so, als ob diese Antwort den Einwand restlos entkräftet. »Die Leute sind oft einfach zu faul, meine Analyse nachzuvollziehen«, beschwert er sich.

Ob sich Jim Peebles die Zeit nehmen wird? Sarkar hatte den frisch gebackenen Nobelpreisträger ja per E-Mail über sein neues Paper informiert. Peebles habe auch geantwortet, am 3. Dezember, erzählt Sarkar: Er sei gerade auf dem Weg zur Preisverleihung in Stockholm und wolle sich den Aufsatz im Flugzeug ansehen. Bisher habe sich der US-Kollege leider nicht zurückgemeldet – kein Wunder bei den vielen Festlichkeiten rund um die Nobelpreisgala. Aber die Antwort werde sicher noch kommen: »Jim hatte immer ein offenes Ohr für unsere Kritik.«