Für die meisten Menschen erinnert der Begriff „3-D“ wahrscheinlich an billige, klobige Brillen und teure Kinokartenpreise, aber das dreidimensionale Sehen der Welt - oder des Universums - hat weit über die Popcorn-Unterhaltung hinaus Verwendung gefunden. Eine der größten Herausforderungen der Astronomie besteht darin, zu bestimmen, wie weit verschiedene Punkte von der Erde entfernt sind. Indem Astronomen sich das Universum in 3D vorstellen, können sie nachvollziehen, wie es sich seit Beginn des Urknalls vor 13, 7 Milliarden Jahren verändert hat, und vielleicht einige der größten Rätsel des Universums lösen.
Ermittler der Sloan Digital Sky Survey haben die größte 3D-Karte des fernen Universums erstellt, die jemals erstellt wurde, und dies mit einem neuartigen Ansatz. Anstatt ein Teleskop in den Himmel zu richten und sich beispielsweise auf eine bestimmte Galaxie zu konzentrieren, wurden in der Umfrage umfassendere Schnappschüsse aufgenommen. Es hat Licht von 14.000 Quasaren gesammelt, die sich in einer Entfernung von 9 bis 11 Milliarden Lichtjahren befinden. Diese hellen Objekte - die hellsten im Universum - werden von supermassiven Schwarzen Löchern in Zentren aktiver Galaxien angetrieben. Ihr Licht filtert durch Wasserstoffgasklumpen zwischen uns und den Quasaren und erzeugt im Wesentlichen Schatten, mit denen Wissenschaftler die Größe, Form und Entfernung dieser Klumpen bestimmen können.
Der Versuch, eine solche Karte mit vorhandenen Mitteln wie dem Hubble-Weltraumteleskop zu erstellen, wäre mit dem Fotografieren des Himmels durch einen Strohhalm vergleichbar und würde „ungefähr 100.000 Jahre dauern“, sagt der Sloan-Forscher David Schlegel vom Lawrence Berkeley National Laboratory. Mit dem Teleskop der Sloan-Vermessung, das in einer einzigen Aufnahme eine Fläche einfängt, die 40-mal größer als der Mond ist, hat dies nur wenige Jahre gedauert. "Das ist das Spannende daran", sagt Schlegel. "Wir haben tatsächlich gezeigt, dass es einen anderen Weg gibt, dies zu tun."
Die Hoffnung ist, dass die Karte den Wissenschaftlern helfen wird, [das Geheimnis der dunklen Energie und der dunklen Materie], die Hauptbestandteile des Universums, zu finden. Dunkle Energie und dunkle Materie, die erst in den letzten Jahrzehnten entdeckt wurden, machen zusammen 96 Prozent des Universums aus. Ersteres beeinflusst die Expansionsrate des Universums, aber die Astronomen sind (sozusagen) im Dunkeln. "Wir wissen sehr wenig", sagt Schlegel. "Aber wir wissen, dass dieses Zeug die Geschichte des Universums beeinflusst, und es beeinflusst, wie schnell sich das Universum im Laufe der Zeit ausgedehnt hat, und genau das verwenden wir für das Studium der Karte."
Was ist der nächste Schritt für die Sloan-Umfrage? Die 3D-Karte nicht in einen Film zu verwandeln, das ist sicher. "Die Leute bei Pixar könnten hier wahrscheinlich großartige Arbeit leisten", sagt Schlegel, "aber das können wir nicht." Stattdessen hofft er, den "Mittelweg" des Universums abbilden zu können - zwischen 5 und 10 Millionen Lichtjahre entfernt wird „die Zeit, in der dunkle Energie wichtig wird“ - was Astronomen bisher schwer zu lernen waren. "Wir suchen nach anderen Ideen, mit denen wir das mit Teleskopen am Boden erreichen können", sagt er. "Ich denke, wir können es schaffen."
