Prof. Dr. Hendrik Hildebrandt

Eine der größten Fragen in der Kosmologie heute ist die nach der Ursache für die beschleunigte Expansion des Universums. Ist diese überraschende Eigenschaft des Kosmos ein Hinweis auf eine kosmologische Konstante? Ist eine neue Form von Energie, häufig Dunkle Energie genannt, oder ein neues, noch nicht beobachtetes Teilchen/Feld dafür verantwortlich? Oder ist unsere Theorie der Gravitation, Einsteins allgemeine Relativitätstheorie, unvollständig? Mit Hilfe verschiedenster Beobachtungstechniken versuchen Kosmologen heutzutage diese Fragen zu beantworten.

Die Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl für Beobachtende Kosmologie konzentrieren sich dabei auf die Ausnutzung des schwachen Gravitationslinseneffekts, der potentiell genauesten Beobachtungsmethode zur Erforschung der beschleunigten Expansion. Große Teile dieser Forschung finden im Rahmen des 2019 mit dem Preisgeld des Max-Planck/Humboldt Forschungspreises von Gastprofessorin Catherine Heymans (University of Edinburgh) gegründeten German Centre for Cosmological Lensing (GCCL) statt. Massen im Universum, wie z.B. Galaxien oder Galaxienhaufen, beeinflussen die Ausbreitung von Licht und agieren somit ähnlich wie optische Linsen. Diese Eigenschaft führt zu winzigen Verzerrungen in den Bildern von Hintergrund-Galaxien, die wir mit Großteleskopen aufnehmen. Die Messung dieser Verzerrungen in Kombination mit einer Messung der Entfernung (Rotverschiebung) der Hintergrund-Galaxien erlaubt es dann Massen im Universum zu messen, d.h. kosmische Objekte zu wiegen.

Diese Messungen werden mit großformatigen Kameras an speziellen Wide-Field Teleskopen aufgenommen. Da es sich um einen sehr kleinen Effekt handelt, müssen große Flächen am Himmel abgebildet werden, um genug Galaxien (viele Millionen) für eine signifikante Messung zur Verfügung zu haben. Zur Zeit benutzt die Arbeitsgruppe hauptsächlich Daten der europäischen Projekte KiDS (Kilo-Degree Survey; http://kids.strw.leidenuniv.nl/) und VIKING (VISTA Kilo-Degree Infrared Galaxy Survey). In Zukunft werden sowohl Daten des LSST (Large Synoptic Survey Telescope) Großteleskops als auch der ESA/NASA Euclid Satelliten Mission verwendet werden.