Zweimal täglich, sieben Tage die Woche, von Februar bis November In den letzten vier Jahren haben sich zwei Forscher mit Thermo-Unterwäsche und Oberbekleidung, mit Fleece, Flanell, Doppelhandschuhen, Doppelsocken, gepolsterten Overalls und geschwollenen roten Parkas, übereinander gelegt und sich mumifiziert, bis sie wie Zwillingsbrüder aussehen. Dann treten sie nach draußen und tauschen die Wärme und den modernen Komfort einer Wissenschaftsstation (Tischfußball, Fitnesscenter, 24-Stunden-Cafeteria) gegen eine Minus-100-Grad-Fahrenheit-Landschaft ohne Merkmale, flacher als Kansas und einer der kältesten Orte auf dem Planeten. Sie stapfen in der Dunkelheit fast eine Meile, über ein Plateau aus Schnee und Eis, bis sie erkennen, vor dem Hintergrund von mehr Sternen als jeder Hinterhofbeobachter jemals gesehen hat, die Silhouette der riesigen Scheibe des Südpolteleskops, wo sie sich einer globalen Anstrengung anschließen, um möglicherweise das größte Rätsel im Universum zu lösen: woraus das meiste gemacht ist.

Seit Tausenden von Jahren hat unsere Spezies den Nachthimmel studiert und sich gefragt, ob noch etwas da draußen ist. Letztes Jahr feierten wir das 400-jährige Jubiläum von Galileos Antwort: Ja. Galileo trainierte ein neues Instrument, das Teleskop, am Himmel und sah Objekte, die noch kein anderer Mensch gesehen hatte: Hunderte von Sternen, Berge auf dem Mond, Satelliten des Jupiter. Seitdem haben wir mehr als 400 Planeten um andere Sterne gefunden, 100 Milliarden Sterne in unserer Galaxie, Hunderte Milliarden Galaxien jenseits unserer eigenen, sogar die schwache Strahlung, die das Echo des Urknalls ist.Jetzt denken Wissenschaftler, dass sogar diese extravagante Zählung des Universums so veraltet sein könnte wie der Fünf-Planeten-Kosmos, den Galileo von den Alten geerbt hat. Astronomen haben Beweise dafür zusammengestellt, dass das, was wir uns immer als das eigentliche Universum vorgestellt haben — ich, du, dieses Magazin, Planeten, Sterne, Galaxien, die gesamte Materie im Weltraum — nur 4 Prozent dessen ausmacht, was tatsächlich da draußen ist. Den Rest nennen sie mangels eines besseren Wortes dunkel: 23 Prozent nennen sie dunkle Materie und 73 Prozent etwas noch Mysteriöseres, das sie dunkle Energie nennen.“Wir haben ein vollständiges Inventar des Universums“, sagte Sean Carroll, ein Kosmologe des California Institute of Technology, „und es macht keinen Sinn.“Wissenschaftler haben einige Ideen darüber, was dunkle Materie sein könnte – exotische und immer noch hypothetische Teilchen -, aber sie haben kaum eine Ahnung von dunkler Energie. Im Jahr 2003 listete der National Research Council auf: „Was ist die Natur der Dunklen Energie?“ als eines der drängendsten wissenschaftlichen Probleme der kommenden Jahrzehnte. Der Leiter des Komitees, das den Bericht verfasst hat, der Kosmologe Michael S. Turner von der University of Chicago, geht noch weiter und stuft die dunkle Energie als „das tiefste Rätsel in der gesamten Wissenschaft“ ein.“

Die Bemühungen, es zu lösen, haben eine Generation von Astronomen mobilisiert, die Physik und Kosmologie zu überdenken, um mit der Revolution zu konkurrieren und sie vielleicht zu übertreffen, die Galileo an einem Herbstabend in Padua eingeweiht hat. Sie kommen mit einer tiefen Ironie zurecht: Es ist das Sehen selbst, das uns für fast das gesamte Universum geblendet hat. Und das Erkennen dieser Blindheit hat uns wiederum dazu inspiriert, wie zum ersten Mal zu fragen: Was ist dieser Kosmos, den wir Heimat nennen?

Wissenschaftler kamen in den 1970er Jahren zu einem Konsens, dass es im Universum mehr gibt, als man denkt. In Computersimulationen unserer Galaxie, der Milchstraße, fanden Theoretiker heraus, dass das Zentrum nicht halten würde — basierend auf dem, was wir davon sehen können, hat unsere Galaxie nicht genug Masse, um alles an Ort und Stelle zu halten. Während es sich dreht, sollte es zerfallen und Sterne und Gas in jede Richtung abgeben. Entweder verstößt eine Spiralgalaxie wie die Milchstraße gegen die Gesetze der Schwerkraft, oder das Licht, das von ihr ausgeht — von den riesigen glühenden Gaswolken und den unzähligen Sternen — ist ein ungenauer Hinweis auf die Masse der Galaxie.

Aber was, wenn ein Teil der Masse einer Galaxie kein Licht ausstrahlt? Wenn Spiralgalaxien genug von dieser mysteriösen Masse enthielten, könnten sie den Gesetzen der Schwerkraft gehorchen. Astronomen nannten die unsichtbare Masse „dunkle Materie“.“Niemand hat uns jemals gesagt, dass alle Materie strahlt“, sagte Vera Rubin, eine Astronomin, deren Beobachtungen von Galaxienrotationen Beweise für dunkle Materie lieferten. „Wir haben einfach angenommen, dass es so ist.“

Die Bemühungen, die dunkle Materie zu verstehen, bestimmten in den nächsten zwei Jahrzehnten einen Großteil der Astronomie. Astronomen wissen vielleicht nicht, was dunkle Materie ist, aber ihre Anwesenheit erlaubte ihnen, eine ewige Frage auf eine neue Art und Weise zu verfolgen: Was ist das Schicksal des Universums?

Sie wussten bereits, dass sich das Universum ausdehnt. Im Jahr 1929 hatte der Astronom Edwin Hubble entdeckt, dass sich ferne Galaxien von uns entfernten und je weiter sie sich entfernten, desto schneller schienen sie sich zurückzuziehen.

Das war eine radikale Idee. Anstelle des stattlichen, ewig unveränderlichen Stilllebens, das das Universum einst zu sein schien, war es tatsächlich in der Zeit lebendig, wie ein Film. Spulen Sie den Film der Expansion zurück und das Universum würde schließlich einen Zustand unendlicher Dichte und Energie erreichen — was Astronomen den Urknall nennen. Aber was ist, wenn Sie schnell vorwärts schlagen? Wie würde die Geschichte enden?

Das Universum ist voller Materie, und Materie zieht andere Materie durch die Schwerkraft an. Astronomen argumentierten, dass die gegenseitige Anziehung zwischen all dieser Materie die Expansion des Universums verlangsamen muss. Aber sie wussten nicht, was das endgültige Ergebnis sein würde. Wäre der Gravitationseffekt so stark, dass sich das Universum letztendlich eine gewisse Strecke ausdehnen, anhalten und umkehren würde, wie ein Ball, der in die Luft geworfen wird? Oder wäre es so gering, dass das Universum seinem Griff entkommen und niemals aufhören würde, sich auszudehnen, wie eine Rakete, die die Erdatmosphäre verlässt? Oder lebten wir in einem exquisit ausbalancierten Universum, in dem die Schwerkraft für eine Goldlöckchen—Expansionsrate sorgt, die weder zu schnell noch zu langsam ist – so dass das Universum schließlich praktisch zum Stillstand kommt?Unter der Annahme, dass es dunkle Materie gibt und dass das Gravitationsgesetz universell ist, machten sich zwei Teams von Astrophysikern — eines unter der Leitung von Saul Perlmutter am Lawrence Berkeley National Laboratory, das andere unter der Leitung von Brian Schmidt an der Australian National University — daran, die Zukunft des Universums zu bestimmen. In den 1990er Jahren analysierten die rivalisierenden Teams eine Reihe explodierender Sterne oder Supernovas unter Verwendung dieser ungewöhnlich hellen, kurzlebigen entfernten Objekte, um das Wachstum des Universums zu messen. Sie wussten, wie hell die Supernovae an verschiedenen Punkten im Universum erscheinen sollten, wenn die Expansionsrate gleichmäßig wäre. Durch den Vergleich, wie viel heller die Supernovae tatsächlich erschienen, dachten die Astronomen, sie könnten feststellen, wie sehr sich die Expansion des Universums verlangsamte. Aber zur Überraschung der Astronomen, als sie bis zur Hälfte des Universums, sechs oder sieben Milliarden Lichtjahre entfernt, schauten, stellten sie fest, dass die Supernovas nicht heller – und daher näher — waren als erwartet. Sie waren dunkler – das heißt entfernter. Die beiden Teams kamen zu dem Schluss, dass sich die Expansion des Universums nicht verlangsamt. Es beschleunigt sich.Die Implikation dieser Entdeckung war bedeutsam: Sie bedeutete, dass die dominierende Kraft in der Evolution des Universums nicht die Schwerkraft ist. Ist es…etwas anderes. Beide Teams gaben ihre Ergebnisse 1998 bekannt. Turner gab dem „Etwas“ einen Spitznamen: dunkle Energie. Es blieb hängen. Seitdem haben Astronomen das Geheimnis der dunklen Energie bis an die Enden der Erde verfolgt — buchstäblich.“Der Südpol hat die raueste Umgebung der Erde, aber auch die harmloseste“, sagt William Holzapfel, Astrophysiker an der University of California in Berkeley, der als leitender Forscher am South Pole Telescope (SPT) vor Ort war, als ich ihn besuchte.

Er bezog sich nicht auf das Wetter, obwohl in der Woche zwischen Weihnachten und Neujahr — Frühsommer auf der südlichen Hemisphäre — die Sonne rund um die Uhr schien, die Temperaturen kaum im Minusbereich lagen (und eines Tages sogar Null) und der Wind größtenteils ruhig war. Holzapfel machte den Spaziergang von der Amundsen-Scott-Südpolstation der National Science Foundation (ein Schneeballwurf von der traditionellen Stelle des Pols selbst, die mit einer Stange markiert ist) zum Teleskop in Jeans und Laufschuhen. Eines Nachmittags wurde das Laborgebäude des Teleskops so warm, dass die Crew eine Tür aufschlug.

Aber aus astronomischer Sicht wird der Südpol erst „gutartig“, wenn die Sonne untergeht und untergeht — März bis September.“

„Es sind sechs Monate ununterbrochene Daten“, sagt Holzapfel. Während der 24-stündigen Dunkelheit des australischen Herbstes und Winters arbeitet das Teleskop ununterbrochen unter einwandfreien Bedingungen für die Astronomie. Die Atmosphäre ist dünn (der Pol liegt mehr als 9.300 Fuß über dem Meeresspiegel, 9.000 davon sind Eis). Die Atmosphäre ist auch stabil, aufgrund des Fehlens der Heiz- und Kühleffekte einer aufgehenden und untergehenden Sonne; Der Pol hat einige der ruhigsten Winde auf der Erde, und sie blasen fast immer aus der gleichen Richtung.

Vielleicht am wichtigsten für das Teleskop ist, dass die Luft außergewöhnlich trocken ist; Technisch gesehen ist die Antarktis eine Wüste. (Rissige Hände können Wochen dauern, um zu heilen, und Schweiß ist nicht wirklich ein Hygieneproblem, so dass die Beschränkung auf zwei Duschen pro Woche, um Wasser zu sparen, kein großes Problem ist. Ein Pole-Veteran sagte mir: „In dem Moment, in dem du in Christchurch wieder durch den Zoll gehst, brauchst du eine Dusche.“) Das SPT detektiert Mikrowellen, einen Teil des elektromagnetischen Spektrums, der besonders empfindlich gegenüber Wasserdampf ist. Feuchte Luft kann Mikrowellen absorbieren und verhindern, dass sie das Teleskop erreichen, und Feuchtigkeit emittiert ihre eigene Strahlung, die als kosmische Signale missverstanden werden könnte.Um diese Probleme zu minimieren, haben Astronomen, die Mikrowellen und Submillimeterwellen analysieren, den Südpol zu einer zweiten Heimat gemacht. Ihre Instrumente befinden sich im dunklen Sektor, einer engen Ansammlung von Gebäuden, in denen Licht und andere elektromagnetische Strahlungsquellen auf ein Minimum beschränkt sind. (In der Nähe befinden sich der ruhige Sektor für seismologische Forschung und der Sektor saubere Luft für Klimaprojekte.)

Astronomen sagen gerne, dass sie für unberührtere Beobachtungsbedingungen in den Weltraum gehen müssten — ein exponentiell teureres Angebot, das die NASA im Allgemeinen nicht gerne verfolgt, es sei denn, die Wissenschaft kann nicht einfach auf der Erde durchgeführt werden. (Ein Satellit der dunklen Energie ist seit 1999 auf und neben dem Zeichenbrett und ging letztes Jahr „zurück auf Platz eins“, so ein NASA-Berater.) Zumindest auf der Erde muss man, wenn etwas mit einem Instrument schief geht, kein Space Shuttle befehligen, um es zu reparieren.Die Vereinigten Staaten sind seit 1956 das ganze Jahr über am Pol präsent, und inzwischen hat das US-Antarktisprogramm der National Science Foundation das Leben dort zu einer Wissenschaft gemacht. Bis 2008 war die Station in einer geodätischen Kuppel untergebracht, deren Krone noch über dem Schnee sichtbar ist. Die neue Basisstation ähnelt mehr einem kleinen Kreuzfahrtschiff als einem abgelegenen Außenposten und bietet Platz für mehr als 150 Personen, alle in privaten Räumen. Durch die Bullaugen, die die beiden Etagen auskleiden, können Sie einen Horizont betrachten, der so hypnotisch eben ist wie jeder Ozean. Die neue Station ruht auf Aufzügen, die es ermöglichen, wenn sich Schnee ansammelt, zwei volle Stockwerke aufzubocken.

Der Schneefall in dieser extrem trockenen Region mag minimal sein, aber der, der von den Rändern des Kontinents hereinbricht, kann immer noch ein Chaos verursachen und eine der banaleren Aufgaben für die Winter-Over-Crew der SPT schaffen. Einmal pro Woche in den dunklen Monaten, wenn die Station Bevölkerung schrumpft auf rund 50, die beiden Vor-Ort-SPT-Forscher haben in das Teleskop zu klettern 33-Fuß-breite Mikrowellenschale und fegen sie sauber. Das Teleskop sammelt Daten und sendet sie an die Desktops entfernter Forscher. Auch die beiden „Winter-Overs“ arbeiten tagelang an den Daten und analysieren sie wie zu Hause. Aber wenn das Teleskop auf eine Störung trifft und ein Alarm auf ihren Laptops ertönt, müssen sie herausfinden, was das Problem ist — schnell.“Eine Stunde Ausfallzeit ist Tausende von Dollar verlorene Beobachtungszeit“, sagt Keith Vanderlinde, einer der beiden Winter-Overs 2008. „Es gibt immer kleine Dinge. Ein Lüfter wird kaputt gehen, weil es dort unten so trocken ist, dass die gesamte Schmierung verschwindet. Und dann wird der Computer überhitzen und sich ausschalten, und plötzlich sind wir unten und wir haben keine Ahnung warum.“ Zu diesem Zeitpunkt scheint die Umgebung vielleicht doch nicht so „gutartig“ zu sein. Von März bis Oktober gibt es keine Flüge zum oder vom Südpol (das Motoröl eines Flugzeugs würde gelieren), also wenn die Winter-Overs nicht reparieren können, was kaputt ist, bleibt es kaputt — was noch nicht passiert ist.Mehr als die meisten Wissenschaften hängt die Astronomie vom Sehsinn ab; Bevor Astronomen das Universum als Ganzes neu vorstellen können, müssen sie zuerst herausfinden, wie sie die dunklen Teile wahrnehmen können. Zu wissen, was dunkle Materie ist, würde Wissenschaftlern helfen, darüber nachzudenken, wie sich die Struktur des Universums bildet. Zu wissen, was dunkle Energie tut, würde Wissenschaftlern helfen, darüber nachzudenken, wie sich diese Struktur im Laufe der Zeit entwickelt hat — und wie sie sich weiterentwickeln wird.

Wissenschaftler haben ein paar Kandidaten für die Zusammensetzung der dunklen Materie — hypothetische Teilchen, die als Neutronen und Axionen bezeichnet werden. Für die dunkle Energie besteht die Herausforderung jedoch darin, nicht herauszufinden, was es ist, sondern wie es ist. Insbesondere wollen Astronomen wissen, ob sich dunkle Energie über Raum und Zeit ändert oder ob sie konstant ist. Eine Möglichkeit, es zu untersuchen, besteht darin, sogenannte baryonenakustische Schwingungen zu messen. Als das Universum noch in den Kinderschuhen steckte und nur 379.000 Jahre alt war, kühlte es sich ausreichend ab, damit sich Baryonen (Teilchen aus Protonen und Neutronen) von Photonen (Lichtpaketen) trennen konnten. Diese Trennung hinterließ einen Abdruck – den sogenannten kosmischen Mikrowellenhintergrund -, der noch heute nachgewiesen werden kann. Es enthält Schallwellen („akustische Schwingungen“), die durch das Säuglingsuniversum kursierten. Die Spitzen dieser Schwingungen repräsentieren Regionen, die etwas dichter waren als der Rest des Universums. Und weil Materie Materie durch die Schwerkraft anzieht, wurden diese Regionen mit zunehmendem Alter des Universums noch dichter und verschmolzen zuerst zu Galaxien und dann zu Galaxienhaufen. Wenn Astronomen die ursprünglichen kosmischen Mikrowellenhintergrundschwingungen mit der Verteilung von Galaxien in verschiedenen Stadien der Geschichte des Universums vergleichen, können sie die Expansionsrate des Universums messen.Ein anderer Ansatz zur Definition dunkler Energie beinhaltet eine Methode namens Gravitationslinse. Nach Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie scheint sich ein Lichtstrahl, der sich durch den Raum bewegt, aufgrund der Anziehungskraft der Materie zu biegen. (Eigentlich ist es der Raum selbst, der sich biegt, und das Licht geht einfach mit. Wenn zwei Galaxienhaufen entlang einer einzigen Sichtlinie liegen, fungiert der Vordergrundhaufen als Linse, die das vom Hintergrundhaufen kommende Licht verzerrt. Diese Verzerrung kann Astronomen die Masse des Vordergrundhaufens sagen. Durch die Probenahme von Millionen von Galaxien in verschiedenen Teilen des Universums sollten Astronomen in der Lage sein, die Rate abzuschätzen, mit der Galaxien im Laufe der Zeit zu Clustern zusammengewachsen sind, und diese Rate wird ihnen wiederum sagen, wie schnell sich das Universum zu verschiedenen Zeitpunkten in seiner Geschichte ausgedehnt hat.Das Südpolteleskop verwendet eine dritte Technik, den Sunyaev-Zel’dovich-Effekt, benannt nach zwei sowjetischen Physikern, der sich auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund stützt. Wenn ein Photon aus letzterem mit heißem Gas in einem Cluster interagiert, erfährt es einen leichten Anstieg der Energie. Die Entdeckung dieser Energie ermöglicht es Astronomen, diese Cluster abzubilden und den Einfluss dunkler Energie auf ihr Wachstum im Laufe der Geschichte des Universums zu messen. Das ist zumindest die Hoffnung. „Viele Menschen in der Gemeinde haben eine meiner Meinung nach gesunde Skepsis entwickelt. Sie sagen: ‚Das ist toll, aber zeigen Sie uns das Geld'“, sagt Holzapfel. „Und ich denke, in ein oder zwei Jahren werden wir in der Lage sein, das zu schaffen.“Das SPT-Team konzentriert sich auf Galaxienhaufen, weil sie die größten Strukturen im Universum sind, die oft aus Hunderten von Galaxien bestehen — sie sind eine Million Milliarden Mal die Masse der Sonne. Wenn die dunkle Energie das Universum zur Expansion drängt, wird es für Galaxienhaufen schwieriger, zu wachsen. Sie werden sich voneinander entfernen und das Universum wird kälter und einsamer.Galaxienhaufen „sind in Bezug auf die Strukturbildung wie Kanarienvögel in einer Kohlengrube“, sagt Holzapfel. Wenn sich die Dichte der dunklen Materie oder die Eigenschaften der dunklen Energie ändern würden, wäre die Fülle der Cluster „das erste, was verändert wird.“ Das Südpolteleskop sollte in der Lage sein, Galaxienhaufen im Laufe der Zeit zu verfolgen. „Sie können sagen‘“Vor so vielen Milliarden Jahren, wie viele Cluster gab es und wie viele gibt es jetzt?“, sagt Holzapfel. „Und dann vergleichen Sie sie mit Ihren Vorhersagen.“

Alle diese Methoden haben jedoch eine Einschränkung. Sie gehen davon aus, dass wir die Schwerkraft ausreichend verstehen, die nicht nur die Kraft ist, die der dunklen Energie entgegenwirkt, sondern seit vier Jahrhunderten die Grundlage der Physik bildet.Zwanzig Mal pro Sekunde zielt ein Laser hoch in den Sacramento Mountains von New Mexico einen Lichtimpuls auf den Mond, 239.000 Meilen entfernt. Das Ziel des Strahls ist einer von drei koffergroßen Reflektoren, die Apollo-Astronauten vor vier Jahrzehnten auf der Mondoberfläche gepflanzt haben. Photonen aus dem Strahl prallen vom Spiegel ab und kehren nach New Mexico zurück. Insgesamt hin-und rückfahrt reisezeit: 2,5 sekunden, mehr oder weniger.

Das „mehr oder weniger“ macht den Unterschied. Durch das Timing der Lichtgeschwindigkeit können Forscher des Apache Point Observatory Lunar Laser-Ranging Operation (APOLLO) die Entfernung zwischen Erde und Mond von Moment zu Moment messen und die Umlaufbahn des Mondes mit exquisiter Präzision kartieren. Wie in der apokryphen Geschichte von Galileo, der Bälle vom Schiefen Turm von Pisa fallen ließ, um die Universalität des freien Falls zu testen, behandelt APOLLO Erde und Mond wie zwei Bälle, die im Gravitationsfeld der Sonne fallen. Mario Livio, Astrophysiker am Space Telescope Science Institute in Baltimore, nennt es ein „absolut unglaubliches Experiment.“ Wenn die Umlaufbahn des Mondes auch nur die geringste Abweichung von Einsteins Vorhersagen aufweist, müssen Wissenschaftler möglicherweise seine Gleichungen überdenken — und vielleicht sogar die Existenz von dunkler Materie und dunkler Energie.“Bis jetzt hält Einstein“, sagt einer von Apollos leitenden Beobachtern, die Astronomin Russet McMillan, als ihr fünfjähriges Projekt die Halbzeit passiert.

Selbst wenn Einstein nicht halten würde, müssten die Forscher zunächst andere Möglichkeiten wie einen Fehler im Maß der Masse der Erde, des Mondes oder der Sonne beseitigen, bevor sie zugeben, dass die allgemeine Relativitätstheorie ein Korrektiv erfordert. Trotzdem wissen Astronomen, dass sie die Schwerkraft auf eigene Gefahr für selbstverständlich halten. Sie haben die Existenz dunkler Materie aufgrund ihrer Gravitationseffekte auf Galaxien und die Existenz dunkler Energie aufgrund ihrer Antigravitationseffekte auf die Expansion des Universums abgeleitet. Was ist, wenn die Annahme, die diesen Zwillingsschlüssen zugrunde liegt — dass wir wissen, wie die Schwerkraft funktioniert — falsch ist? Kann eine Theorie des Universums, die noch ausgefallener ist als eine, die dunkle Materie und dunkle Energie postuliert, die Beweise erklären? Um das herauszufinden, testen Wissenschaftler die Schwerkraft nicht nur im Universum, sondern auf der ganzen Welt. Bis vor kurzem hatten Physiker die Schwerkraft nicht in extrem engen Bereichen gemessen.

„Erstaunlich, nicht wahr?“ sagt Eric Adelberger, der Koordinator mehrerer Gravitationsexperimente, die in einem Labor an der University of Washington, Seattle, stattfinden. „Aber es wäre nicht erstaunlich, wenn Sie es versuchen würden“— wenn Sie versuchen würden, die Schwerkraft in Entfernungen von weniger als einem Millimeter zu testen. Das Testen der Schwerkraft besteht nicht nur darin, zwei Objekte nahe beieinander zu platzieren und die Anziehungskraft zwischen ihnen zu messen. Alle möglichen anderen Dinge können einen gravitativen Einfluss ausüben.

„Hier ist Metall“, sagt Adelberger und zeigt auf ein nahe gelegenes Instrument. „Da drüben ist ein Hügel“ – winkt in Richtung eines Punktes an der Betonmauer vorbei, die das Labor umgibt. „Da drüben ist ein See.“ Es gibt auch den Grundwasserspiegel im Boden, der sich bei jedem Regen ändert. Dann gibt es die Rotation der Erde, die Position der Sonne, die dunkle Materie im Herzen unserer Galaxie.

In den letzten zehn Jahren hat das Seattle-Team die Gravitationsanziehung zwischen zwei Objekten in immer kleineren Entfernungen gemessen, bis zu 56 Mikrometer (oder 1/500 Zoll), nur um sicherzustellen, dass Einsteins Gravitationsgleichungen auch auf kürzeste Entfernungen zutreffen. Bisher tun sie es.

Aber selbst Einstein erkannte, dass seine allgemeine Relativitätstheorie das Universum nicht vollständig erklärte. Er verbrachte die letzten 30 Jahre seines Lebens damit, seine Physik des sehr Großen mit der Physik des sehr Kleinen — der Quantenmechanik – in Einklang zu bringen. Er hat versagt.Theoretiker haben sich alle möglichen Möglichkeiten ausgedacht, um die allgemeine Relativitätstheorie mit der Quantenmechanik in Einklang zu bringen: Paralleluniversen, kollidierende Universen, Blasenuniversen, Universen mit zusätzlichen Dimensionen, Universen, die sich ewig reproduzieren, Universen, die von Urknall zu Urknall springen.Adam Riess, ein Astronom, der mit Brian Schmidt an der Entdeckung der dunklen Energie zusammengearbeitet hat, sagt, er schaue jeden Tag auf eine Internetseite (xxx.lanl.gov/archive/astro-ph ), wo Wissenschaftler ihre Analysen veröffentlichen, um zu sehen, welche neuen Ideen es gibt. „Die meisten von ihnen sind ziemlich verrückt“, sagt er. „Aber es ist möglich, dass jemand mit einer tiefen Theorie herauskommt.“Bei all ihren Fortschritten stellt sich heraus, dass die Astronomie unter einer falschen, wenn auch vernünftigen Annahme gearbeitet hat: Was Sie sehen, ist, was Sie bekommen. Jetzt müssen sich Astronomen an die Idee anpassen, dass das Universum nicht der Stoff von uns ist — im großen Schema der Dinge sind unsere Spezies und unser Planet und unsere Galaxie und alles, was wir jemals gesehen haben, wie der theoretische Physiker Lawrence Krauss von der Arizona State University sagte, „ein bisschen Verschmutzung.“

Dennoch lassen sich Kosmologen nicht entmutigen. „Die wirklich schwierigen Probleme sind großartig“, sagt Michael Turner, „weil wir wissen, dass sie eine verrückte neue Idee erfordern.“ Wie Andreas Albrecht, Kosmologe an der University of California in Davis, kürzlich auf einer Konferenz über Dunkle Energie sagte: „Wenn Sie die Zeitleiste der Wissenschaftsgeschichte vor mich legen und ich jede Zeit und jedes Feld wählen könnte, würde ich hier sein wollen.“Richard Panek schrieb 2005 für Smithsonian über Einstein. Sein Buch über dunkle Materie und dunkle Energie erscheint 2011.