Dunkele Materie: wurde im Zusammmenhang mit UGC12591/ vermutet und ins aktuelle Bild der Astronomie eingeführt. UGC12591 dreht doppelt so schnell (480 km/s) wie unsere Milchstrasse. Die Dunkle Materie wird auf 23% der gesamten Energie im Universum geschätzt, während die gewöhnlichen (sichtbaren) Materie bei bloss bei 4.6% liegt. Der Rest (72 %) wird als Dunkle Energie angenommen.
Dunkle Energie: durch die beschleunigte Ausbreitung des Universums wird im aktuelle Bild der Astronomie angenommen,
dass eine unbekannte Energie existieren muss, die für die Beschleunigung (entgegen der Gravitation) verantwortlich ist
(siehe auch unten: Kosmologische Konstante).
1998 führte Robert Caldwell mit Paul Steinhardt den Begriff Quintessenz als eine Form von Energie
in die Kosmologie ein. Sie zeigt sich als negativer Druck und kann sich mit dem Alter des Universums verändern.
Eine Version davon nennt sich Phantomenergie deren Dichte im Laufe der Zeit zunimmt und am Ende im
Big Rip - dem grossen Auseinanderreissen - den Raum zwischen den Teilchen unendlich werde
lässt - dem absoluten Nichts...
Alter Universum: ist durch Messungen das Weltraumteleskop Planck auf 13,81 ± 0,04 Milliarden Jahre geschätzt.
Grösse Universum: der Durchmesser des Universums wird auf 90 Miliarden Lichtjahre geschätzt.
Dabei ist jedoch bloss ein Teil des Universums für uns sichtbar bzw. die weitest entfernten Objekte können nicht weiter als
13.8 Milliarden Lichtjahre (durch das Alter des Universums) entfernt sein.
Diese Grösse des Universums kam gemäss der aktuellen Kosmologie durch die kosmische Infaltion zustande.
Gemäss diesem Modell gab es direkt nach dem Urknall eine kurze (10-32 Sekunden) Phase extrem beschleunigter Expansion.
Kosmologische Konstante: Nach der Veröffentlichung der Feldgleichungen der
Allgemeinen Relativitätstheorie/
im Jahr 1916
fügte Albert Einstein die kosmologische Konstante 1917 hinzu, um eins statisches Universum zu erhalten.
Die einsteinschen Feldgleichungen stellen einen Zusammenhang zwischen einigen Krümmungseigenschaften der Raumzeit und dem
Energie-Impuls-Tensor her, der die lokale Massendichte beziehungsweise über
E = mc2
(nicht in der ursprünlichen Fassung der
Speziellen Relativitätstheorie
von 1905 enthalten, erst in
Über das Relativitätsprinzip
1907)
die Energiedichte enthält, und damit die relevanten Eigenschaften der Materie charakterisiert:
Dabei ist Rμν der Ricci-Krümmungstensor,
R der Ricci-Krümmungsskalar,
gμν der metrische Tensor,
Λ die kosmologische Konstante,
π die Kreiszahl,
G die Gravitationskonstante,
c die Lichtgeschwindigkeit und
Tμν der Energie-Impuls-Tensor.
Kurz nach Einsteins Einführung der kosmologischen Konstante (sie hatte zu diesem Zeitpunkt einen negative Wert) wurde durch den amerikanischen Astronomen Edwin Hubble
die kosmische Expansion anhand von Fluchtbewegungen einiger Galaxien experimentell entdeckt: das Hubble-Gesetz. Anders gesagt bedeutetet das:
Das beobachte Universum ist nicht statisch.
Andere kosmologische Modelle wurden gefunden, die dynamische Modell-Universen ohne kosmologische Konstante erklären konnten.
Im Zuge dieser Entwicklungen nahm Einstein seine kosmologische Konstante zurück, weil sie nicht mehr notwendig erschien.
Er ging sogar so weit, die Einführung seines Λ-Terms als "die grösste Eselei seines Lebens" zu bezeichnen - ein verfrühtes Urteil,
wie sich herausstellen sollte. So erkannte bereits der belgische Kosmologe Abbé Georges Lemaître, dass man den Λ-Term nicht ohne weiteres
wegdiskutieren könne.
Im Gegenteil: Im Jahr 1998 beobachteten die Kosmologen anhand weit entfernter Sternexplosionen, dass sich das Universum sogar beschleunigt ausdehnt.
Daher brauchten sie eine weitere Stellschraube in ihren Modellen vom Universum, um die theoretischen Modelle an die Beobachtungsdaten anpassen zu können.
Einsteins Intuition war richtig. Zumindest scheint sie mir der Λ-Term (als leicht positiver Wert) sinnvoller als die obskure Dunkle Energie.
"Weisst du wieviel Sternlein stehen ...": Nach heutigen Schätzungen (und Auszählungen von Himmelsbereichen) wir die Anzahl Sterne im Universum zwischen 70 Trilliarden (7 x 1022) und 3 Quadrillion (3 x 1024) geschätzt.