Wir können sie nicht sehen – aber indem wir ihre Wirkung beobachten, können wir trotzdem herausfinden, wo sie sich versteckt. Die Rede ist von der Dunklen Materie. Forscher des Atacama Cosmology Telescope (ACT) haben jetzt nach diesem Prinzip ein bahnbrechendes neues Bild erstellt, das die bisher detaillierteste Karte der Dunklen Materie zeigt. Sie erstreckt sich über ein Viertel des gesamten Himmels und reicht tief in den Kosmos hinein. Darüber hinaus bestätigt sie – wieder einmal – Einsteins Theorie, wie massive Strukturen über die gesamte Lebensdauer des Universums von 13,8 Milliarden Jahren wachsen und das Licht beugen.

“Wir haben die unsichtbare Dunkle Materie über den gesamten Himmel bis zu den größten Entfernungen kartiert und sehen deutliche Merkmale dieser unsichtbaren Welt, die Hunderte von Millionen von Lichtjahren umfassen”, sagt Blake Sherwin, Professor für Kosmologie an der Universität Cambridge. “Die Verteilung sieht genau so aus, wie unsere Theorien es vorhersagen.”

Obwohl die dunkle Materie 85 Prozent des Universums ausmacht und seine Entwicklung beeinflusst, ist sie nur schwer aufzuspüren, da sie nicht mit Licht oder anderen Formen elektromagnetischer Strahlung wechselwirkt. Soweit wir wissen, interagiert die Dunkle Materie nur mit der Schwerkraft.

Um ihr auf die Spur zu kommen, haben die mehr als 160 Mitarbeiter, die das kosmologische Atacama-Teleskop der National Science Foundation in den chilenischen Anden gebaut und Daten gesammelt haben, Licht beobachtet, das nach der Entstehung des Universums, dem Urknall, ausgesandt wurde, als das Universum erst 380.000 Jahre alt war. Kosmologen bezeichnen dieses diffuse Licht, das unser gesamtes Universum ausfüllt, oft als das “Babybild des Universums”, aber formal ist es als kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB) bekannt.

Das Team verfolgt, wie die Anziehungskraft großer, schwerer Strukturen, einschließlich der Dunklen Materie, die CMB auf ihrer fast 14 Milliarden Jahre langen Reise zu uns krümmt, so wie ein Vergrößerungsglas das Licht beugt, wenn es durch seine Linse läuft.

“Wir haben eine neue Massekarte erstellt, indem wir die Verzerrungen des vom Urknall übrig gebliebenen Lichts genutzt haben”, sagt Mathew Madhavacheril, Assistenzprofessor am Fachbereich Physik und Astronomie der University of Pennsylvania. “Bemerkenswerterweise zeigen die Messungen, dass sowohl die ‘Klumpigkeit’ des Universums als auch die Geschwindigkeit, mit der es nach 13,8 Milliarden Jahren Entwicklung wächst, genau dem entsprechen, was man von unserem Standardmodell der Kosmologie auf der Grundlage der Einsteinschen Gravitationstheorie erwarten würde.”

Sherwin fügt hinzu: “Unsere Ergebnisse bieten auch neue Einblicke in eine laufende Debatte, die von einigen als ‘Krise der Kosmologie’ bezeichnet wird”, und erklärt, dass diese Krise von jüngsten Messungen herrührt, die ein anderes Hintergrundlicht verwenden, das von Sternen in Galaxien und nicht vom CMB emittiert wird. Diese haben zu Ergebnissen geführt, die vermuten lassen, dass die Dunkle Materie nach dem Standardmodell der Kosmologie nicht klumpig genug ist, was zu Bedenken geführt hat, dass das Modell unbrauchbar sein könnte. Mit den neuesten Ergebnissen von ACT konnte das Team jedoch genau feststellen, dass die riesigen Klumpen, die in diesem Bild zu sehen sind, genau die richtige Größe haben.