Kosmologie-Streit eskaliert: Beschleunigt sich das Universum überhaupt noch?
Beschleunigt sich das Universum wirklich noch? Zwei Forschergruppen kommen bei denselben Supernova-Daten zu gegensätzlichen Ergebnissen.
Die Typ-Ia-Supernova SN 1994D leuchtet am Rand der Galaxie NGC 4526. Solche Sternexplosionen dienen Astronomen als kosmische Entfernungsmesser – und stehen im Zentrum des aktuellen Streits über die Expansion des Universums.
Foto: NASA/ESA, The Hubble Key Project Team and The High-Z Supernova Search Team, Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
Seit Ende der 1990er Jahre gehen Forschende davon aus, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Nun wird erneut darüber gestritten, ob eine wichtige Grundlage dieser Erkenntnis richtig ausgewertet wurde. Es geht um Typ-Ia-Supernovae und die Frage, ob ihr Alter ihre Helligkeit stärker beeinflusst als bisher berücksichtigt. Zwei Forschergruppen kommen mit ähnlichen Daten zu gegensätzlichen Ergebnissen.
„Still accelerating“ und „Still non-accelerating“: Schon die Titel zweier Facharbeiten zeigen, wie weit die Positionen auseinanderliegen.
Im Juni 2026 kam ein internationales Team zu dem Ergebnis, dass die Messungen von Typ-Ia-Supernovae weiterhin für eine beschleunigte Expansion des Universums sprechen. Zu den 17 Autorinnen und Autoren gehören Adam Riess und Brian Schmidt. Gemeinsam mit Saul Perlmutter erhielten sie 2011 den Physik-Nobelpreis für die Entdeckung der beschleunigten Expansion.
Seit dem 27. August liegt nun eine neue Antwort auf diese Arbeit vor. Forschende der Yonsei University in Südkorea bleiben bei ihrer These: Ein bislang unterschätzter Alterseffekt könnte die Supernova-Messungen merklich verzerren. Nach ihrer Rechnung wäre sogar möglich, dass sich das Universum heute zwar weiterhin ausdehnt, diese Expansion aber nicht mehr beschleunigt.
Neue Teleskopbeobachtungen liefert die Studie nicht. Die Forschenden werten vorhandene Daten anders aus. Der Streit dreht sich deshalb vor allem um die Frage, welche Korrekturen bei den Supernova-Messungen nötig sind – und welche womöglich selbst einen Teil des gesuchten Effekts entfernen.
Inhaltsverzeichnis
- Was Supernovae über die Expansion des Universums verraten
- Das Alter könnte die Messung beeinflussen
- Studie von 2025 stellte beschleunigte Expansion infrage
- Gegenstudie findet kaum einen messbaren Alterseffekt
- Wirtsgalaxie und explodierendes System haben nicht dasselbe Alter
- Yonsei-Forschende rechnen erneut nach
- Streit um die Korrektur der Galaxienmasse
- Ist Dunkle Energie wirklich konstant?
- Neue DESI-Daten passen besser zum Standardmodell
- Hinweise bleiben – aber noch kein Nachweis
- Supernovae sind nur ein Teil des Gesamtbildes
- Mehr Supernovae sollen Klarheit bringen
Was Supernovae über die Expansion des Universums verraten
Supernovae vom Typ Ia sind für die Kosmologie besonders wertvoll. Die Helligkeit dieser Sternexplosionen ist nicht immer exakt gleich, sie lässt sich aber anhand bestimmter Eigenschaften ihrer Lichtkurven standardisieren. Forschende können dadurch abschätzen, wie hell eine Supernova tatsächlich ist. Der Vergleich mit der von der Erde aus gemessenen Helligkeit liefert ihre Entfernung.
Ende der 1990er Jahre untersuchten zwei Forschergruppen auf diese Weise weit entfernte Supernovae. Sie waren schwächer, als es bei einem Universum zu erwarten gewesen wäre, dessen Expansion unter dem Einfluss der Materie immer weiter abgebremst wird. Die Schlussfolgerung lautete: Die Expansion hat sich im Laufe der kosmischen Geschichte beschleunigt.
Im kosmologischen Standardmodell ΛCDM wird diese Beschleunigung mit der kosmologischen Konstante Λ beschrieben. Sie lässt sich als konstante Energiedichte des leeren Raums auffassen und wird meist unter dem Begriff Dunkle Energie eingeordnet. Einen Überblick über Urknall, kosmische Expansion, Dunkle Materie und Dunkle Energie gibt ein eigener Beitrag auf ingenieur.de.
Das Alter könnte die Messung beeinflussen
Supernovae vom Typ Ia sind keine perfekten Standardkerzen. Selbst nach der Korrektur ihrer Lichtkurven bleiben kleine systematische Unterschiede. Deshalb berücksichtigen moderne Auswertungen auch Eigenschaften der Galaxien, in denen die Explosionen stattfinden. Die Gruppe um Young-Wook Lee von der Yonsei University untersucht seit mehreren Jahren den Einfluss des Alters.
Das Problem lässt sich relativ einfach erklären: Ein Blick in große kosmische Entfernungen ist zugleich ein Blick in die Vergangenheit. Die dort beobachteten Sternpopulationen waren im Durchschnitt jünger als heutige.
Falls Supernovae aus jüngeren Sternpopulationen nach der üblichen Standardisierung etwas anders leuchten als solche aus älteren Populationen, verändert sich ihre gemessene Helligkeit mit der Entfernung. Ein Teil dieses Unterschieds könnte dann fälschlich der Entwicklung der kosmischen Expansion zugeschrieben werden. Wie groß dieser Effekt tatsächlich ist, darüber sind sich die beteiligten Gruppen nicht einig.
Studie von 2025 stellte beschleunigte Expansion infrage
Im November 2025 veröffentlichte die Yonsei-Gruppe eine viel beachtete Analyse. Die Forschenden gingen dabei von einer Abhängigkeit der standardisierten Supernova-Helligkeit vom Alter der Sternpopulation aus. Der verwendete Wert lag bei ungefähr −0,030 Magnituden pro Milliarde Jahre.
Nach einer entsprechenden Korrektur der Supernova-Daten änderten sich die daraus berechneten kosmologischen Parameter deutlich. In Verbindung mit Messungen des Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) und Daten zur kosmischen Hintergrundstrahlung erhielten die Forschenden ein Modell, bei dem sich die Dunkle Energie mit der Zeit verändert. Nach ihrer Interpretation könnte die beschleunigte Expansionsphase inzwischen sogar beendet sein.
Die Autoren berichteten in dieser Modellrechnung von einer Spannung von mehr als 9 Sigma gegenüber dem klassischen ΛCDM-Modell. Die Zahl klingt eindeutiger, als sie ist. Sie beschreibt keinen 9-Sigma-Nachweis dafür, dass das Standardmodell falsch ist. Die hohe statistische Abweichung entsteht erst nach Anwendung der Alterskorrektur, über deren Berechtigung nun gestritten wird.
Auch ein Universum, dessen Expansion nicht mehr beschleunigt, würde sich übrigens weiter ausdehnen. Es würde nicht plötzlich schrumpfen. Geändert hätte sich lediglich die Entwicklung der Expansionsrate.
Gegenstudie findet kaum einen messbaren Alterseffekt
Im Juni 2026 nahm ein Team um Phil Wiseman von der University of Southampton die Berechnungen erneut unter die Lupe. Die Forschenden argumentieren, dass heutige Supernova-Analysen bereits einen großen Teil der Unterschiede zwischen verschiedenen Wirtsgalaxien berücksichtigen.
Eine wichtige Rolle spielt die Masse der Galaxie. Nach der Standardisierung zeigen Supernovae in massereichen Galaxien im Mittel etwas andere Helligkeiten als solche in masseärmeren Systemen. Dieser als „Mass Step“ bezeichnete Unterschied wird in modernen Datensätzen korrigiert.
Wendet das Team diese Korrektur an, sinkt die gemessene Abhängigkeit zwischen Alter und Helligkeit auf etwa −0,007 Magnituden pro Milliarde Jahre. Statistisch ist dann kein signifikanter Zusammenhang mehr nachweisbar.
Wiseman und seine Kollegen prüften außerdem unabhängige Supernova-Daten des Dark Energy Survey. Ein starker Alterseffekt müsste sich dort auch als Veränderung der Wirtsgalaxien-Abhängigkeit mit zunehmender Rotverschiebung bemerkbar machen.
Die gemessene Entwicklung beträgt −0,028 ± 0,034 Magnituden pro Rotverschiebungseinheit und ist damit mit keiner Veränderung vereinbar. Auf den häufig verwendeten Dunkle-Energie-Parameter (w) hätte der Effekt nach Berechnung der Autoren einen Einfluss von weniger als 0,01. Aus Sicht dieser Gruppe gibt es deshalb keinen Hinweis darauf, dass ein großer unberücksichtigter Alterseffekt die heutige Supernova-Kosmologie verfälscht.
Wirtsgalaxie und explodierendes System haben nicht dasselbe Alter
Ein weiterer Unterschied zwischen beiden Analysen betrifft die Frage, welches Alter überhaupt betrachtet werden muss. Gemessen wird zunächst das Alter der Sternpopulation einer Wirtsgalaxie. Für die Supernova wäre aber eigentlich das Alter ihres Vorläufersystems relevant. Beides ist nicht identisch.
Eine Supernova vom Typ Ia entsteht aus einem Weißen Zwerg in einem Doppelsternsystem. Zwischen der Entstehung der ursprünglichen Sterne und der späteren Explosion können sehr unterschiedliche Zeiträume liegen.
Wiseman und Kollegen werfen der Yonsei-Gruppe deshalb vor, die Entwicklung des tatsächlichen Vorläuferalters mit der Rotverschiebung zu überschätzen. Nach ihrer Modellierung fällt sie um einen Faktor von etwa drei bis fünf kleiner aus als ursprünglich angenommen.
Dass Supernovae vom Typ Ia über unterschiedliche Entwicklungswege entstehen können, zeigen auch andere Beobachtungen. So fanden Astronomen bei einem Supernova-Überrest Hinweise auf eine Typ-Ia-Supernova mit zwei aufeinanderfolgenden Detonationen. Das belegt keinen Altersfehler in kosmologischen Messungen. Es zeigt aber, dass hinter der Bezeichnung Typ Ia nicht zwangsläufig ein einziger Entstehungsweg steckt.
Yonsei-Forschende rechnen erneut nach
Die am 27. August veröffentlichte Arbeit ist eine direkte Antwort auf die Kritik von Wiseman und Kollegen. Die südkoreanische Gruppe hält unter anderem den verwendeten Rotverschiebungsbereich für problematisch. Werden Supernovae über einen großen Entfernungsbereich gemeinsam ausgewertet, verändert sich innerhalb der Stichprobe bereits das durchschnittliche Alter der Wirtsgalaxien. Altersentwicklung und Rotverschiebung lassen sich dann schwieriger voneinander trennen.
Die Unterschiede zwischen den Auswertungen sind erheblich. Mit der üblichen Pantheon+-Massenkorrektur erhält auch die Yonsei-Gruppe zunächst nur eine Altersabhängigkeit von −0,007 Magnituden pro Milliarde Jahre. Ohne diese Massenkorrektur steigt der Wert auf −0,022. Entfernen die Forschenden zusätzlich einen Teil der angenommenen intrinsischen Streuung, kommen sie auf −0,024.
Beschränken sie die Untersuchung außerdem auf den engeren Rotverschiebungsbereich zwischen (z=0,06) und (z=0,20), ergibt sich eine Steigung von −0,034 Magnituden pro Milliarde Jahre. Dieser Wert liegt wieder nahe an der Größenordnung, mit der die Gruppe 2025 ihre kosmologischen Berechnungen durchgeführt hatte.
Beide Gruppen arbeiten also mit weitgehend vergleichbaren Supernova-Daten, bewerten die nötigen Korrekturen aber unterschiedlich. Je nach Methode schrumpft der gemessene Alterseffekt auf nahezu null oder wird fast fünfmal so groß.
Streit um die Korrektur der Galaxienmasse
Besonders umstritten ist die Korrektur für die Masse der Wirtsgalaxie. Wiseman und Kollegen halten sie für sinnvoll, weil Masse und Alter einer Galaxie zusammenhängen. Vereinfacht gesagt: Ein Teil des vermeintlichen Alterseffekts könnte bereits in der bekannten Abhängigkeit von der Galaxienmasse stecken.
Die Yonsei-Gruppe sieht genau darin ein Problem. Wenn in Wirklichkeit das Alter der Sternpopulation einen Teil der Helligkeitsunterschiede verursacht, könnte die Massenkorrektur ausgerechnet einen Teil dieses Signals entfernen. Offen ist also, welche Eigenschaft tatsächlich die entscheidende Rolle spielt: die Masse der Galaxie, ihr Alter oder eine Kombination aus beidem.
Ähnlich umstritten ist das Alter des eigentlichen Supernova-Vorläufers. Das Durchschnittsalter einer Galaxie lässt sich nicht einfach mit dem Alter des Sternsystems gleichsetzen, das später explodiert. Die Yonsei-Forschenden räumen ein, dass sich dieses Vorläuferalter mit der Rotverschiebung womöglich weniger stark verändert als zunächst angenommen. In ihren Modellen fällt dafür aber die Abhängigkeit zwischen Alter und Helligkeit stärker aus.
Unterm Strich bleibt deshalb nach ihren Berechnungen ein großer Teil der ursprünglichen Korrektur erhalten. Selbst mit Annahmen der Gegenseite kommt die Gruppe noch auf rund 85 % ihres früheren Werts. Das ist allerdings keine unabhängige Bestätigung. Die Berechnung stammt von derselben Forschungsgruppe, die bereits 2025 die These eines heute nicht mehr beschleunigten Universums aufgestellt hatte.
Ist Dunkle Energie wirklich konstant?
Parallel dazu prüfen Forschende eine noch grundlegendere Frage: Ist Dunkle Energie überhaupt konstant?
Genau davon geht das Standardmodell der Kosmologie, das sogenannte ΛCDM-Modell, aus. Doch DESI hatte 2025 Hinweise darauf geliefert, dass sich die Wirkung der Dunklen Energie im Laufe der kosmischen Geschichte verändert haben könnte.
Das wäre ein ernstes Problem für die einfachste Variante von ΛCDM. Inzwischen ist das Bild allerdings weniger eindeutig.
Neue DESI-Daten passen besser zum Standardmodell
Eine DESI-Auswertung des sogenannten Lyman-Alpha-Waldes vom Juli 2026 stimmt wieder besser mit ΛCDM überein.
Beim Lyman-Alpha-Wald untersuchen Forschende das Licht sehr weit entfernter Quasare. Auf seinem Weg zur Erde durchquert dieses Licht große Mengen intergalaktischen Wasserstoffs. Der Wasserstoff hinterlässt charakteristische Absorptionslinien im Spektrum.
Aus diesen Strukturen lässt sich rekonstruieren, wie Materie im frühen Universum verteilt war. Das wiederum hilft dabei, die damalige Expansion des Universums zu bestimmen.
Die DESI-Kollaboration schließt deshalb nicht aus, dass die bisherigen Hinweise auf eine veränderliche Dunkle Energie mit besseren Daten wieder schwächer werden. Ebenso möglich bleibt aber, dass das einfache ΛCDM-Modell tatsächlich erweitert werden muss.
Hinweise bleiben – aber noch kein Nachweis
Auch der vollständige sechsjährige Datensatz des Dark Energy Survey, kurz DES, zeigt weiterhin leichte Abweichungen von einer konstanten Dunklen Energie.
Die statistische Signifikanz hängt davon ab, welche Datensätze miteinander kombiniert werden:
- DES allein: 2,2 Sigma
- DES zusammen mit DESI DR2: 2,3 Sigma
- zusätzlich mit Daten der kosmischen Hintergrundstrahlung: 3,0 Sigma
Das ist auffällig, reicht aber nicht aus, um eine zeitlich veränderliche Dunkle Energie nachzuweisen. In der Teilchenphysik und Kosmologie gilt ein Effekt üblicherweise erst ab etwa 5 Sigma als Entdeckung. Die bisherigen Werte sind daher eher ein Anlass für weitere Messungen als ein Beleg für neue Physik.
Supernovae sind nur ein Teil des Gesamtbildes
Die Expansion des Universums wird heute zudem nicht allein mit Typ-Ia-Supernovae untersucht.
Kosmologen nutzen mehrere voneinander unabhängige Methoden, darunter:
- baryonische akustische Oszillationen,
- die kosmische Hintergrundstrahlung,
- Gravitationslinsen,
- die großräumige Verteilung von Galaxien,
- Typ-Ia-Supernovae.
Sollten sich bei Supernova-Messungen bislang unterschätzte systematische Fehler zeigen, wäre das für die Kosmologie wichtig. Die Hinweise auf eine beschleunigte Expansion des Universums würden dadurch aber nicht automatisch verschwinden.
Auf ingenieur.de haben wir bereits über einen anderen Ansatz berichtet, der die kosmische Expansion ohne Dunkle Energie erklären will. Dort geht es allerdings nicht um Supernova-Beobachtungen, sondern um die mathematische Stabilität bestimmter Lösungen der Einstein-Gleichungen.
Mehr Supernovae sollen Klarheit bringen
Die Autoren der neuen Studie schlagen vor, die umstrittenen Korrekturen bei künftigen Untersuchungen möglichst zu umgehen.
Dafür könnten Forschende über einen großen Entfernungsbereich hinweg gezielt Supernovae vergleichen, die in ähnlich jungen Wirtsgalaxien auftreten. Unterschiede im Alter der Sternpopulation würden dann die Messung wesentlich weniger beeinflussen.
Die nötigen Stichproben dürften in den kommenden Jahren deutlich größer werden. Das Vera C. Rubin Observatory soll eine enorme Zahl kurzlebiger Himmelsereignisse erfassen.
Auch das Nancy Grace Roman Space Telescope wird weit entfernte Supernovae untersuchen. Roman soll große Bereiche des Himmels mit hoher Auflösung vermessen und damit unter anderem klären helfen, wie sich die Expansion des Universums entwickelt hat. ingenieur.de hat die Technik des Roman-Teleskops und den deutschen Beitrag aus Heidelberg ausführlich vorgestellt.
Quellen
- Chung et al., 27.08.2026: Still non-accelerating: Aktuelle Gegenanalyse zum möglichen Altersbias bei Typ-Ia-Supernovae
- Wiseman et al., 10.06.2026: Still accelerating: Gegenanalyse zur Altersabhängigkeit von Typ-Ia-Supernovae
- Son et al., 2025: Strong progenitor age bias in supernova cosmology – II: Studie zum möglichen Altersbias und einem nicht mehr beschleunigten Universum
- DESI Collaboration, 30.07.2026: Neue Lyman-Alpha-Ergebnisse zur Entwicklung der Dunklen Energie
- Dark Energy Survey, 2026: Kosmologische Ergebnisse aus sechs Jahren Dark Energy Survey
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