Deep Sky: Extragalaktische Astronomie (Galaxien und Galaxienhaufen) und Kosmologie. Mit diesen Gebieten assoziert ist auch die Erforschung von Gravitationswellen sowie von Dunkler Materie und Dunkler Energie. 

Unter diesem Link finden Sie ausführliche Informationen zum Deep Sky (www.astromare.org) und der damit verbundenen Forschungsgegenstände. Nachfolgend eine kurze Zusammenfassung der Informationen: 

Galaxien sind Ansammlungen von einigen hundert Milliarden Sternen und großen Mengen von Interstellarer Materie, welche dynamisch und kosmogonisch eine Einheit bilden. Sie sind damit die größten Bausteine des Universums und im Rahmen der Kosmologie. Allerdings bilden Galaxien Gruppen und Haufen, welche wiederum Super-Haufen bilden können. Bis in die Mitte der 1920er Jahre war unklar, ob Galaxien als Nebel Bestandteile unserer Milchstraße (Galaxis) sind oder eigenständige Sternsysteme darstellen. Im Jahr 1924 konnten die nächsten Galaxien zunächst teilweise in Einzelsterne aufgelöst werden und im Jahre 1925 erstmals die Entfernung von einer Galaxie bestimmt werden. Damit war klar, dass Galaxien jeweils eigenständige Sternsysteme und keine Nebel sind. Aufgrund ihrer großen Entfernung erscheinen Galaxien als Nebel und nicht als Ansammlung von Einzelsternen.

Die Kosmologie beschäftigt sich mit dem Universum (Kosmos) als Ganzes. Hierbei geht es um den Ursprung, die Entwicklung und Zukunft des Kosmos sowie um die grundlegenden kosmischen Strukturen. Theoretische Grundlage der heutigen Kosmologie ist vor allem die Allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein (1879 – 1955), welche er im Jahre 1915 aufstellte. Auf Basis dieser Theorie werden die gängigen kosmologischen Modelle aufgestellt, welche im Rahmen der geltenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten die Entwicklung des Universums beschreiben. Das favorisierte kosmologische Modell ist die sogenannte Urknalltheorie. Nach dieser entstand unser Universum vor zirka 13,8 Milliarden Jahren aus einem extrem dichten und heißen Anfangszustand heraus. Seit dem Urknall dehnt sich das Universum aus.

Gravitationswellen stellen eine Verzerrung bzw. Kräuselung der vierdimensionalen Raumzeit bzw. der Geometrie dieser dar. Dieser Effekt ist äußerst klein, so dass Gravitationswellen nur sehr schwer nachweisbar sind. Gravitationswellen entstehen durch beschleunigte Massen. Ebenso wie elektromagnetische Wellen im Vakuum pflanzen sich Gravitationswellen mit Lichtgeschwindigkeit c = 299792458 m/s fort. Sowohl elektromagnetische Wellen als auch Gravitationswellen sind Transversalwellen. D.h. ihre Schwingung erfolgt senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Die Stärke der Gravitationswellen nimmt wie die der elektromagnetischen Wellen umgekehrt proportional zum Quadrat ihrer Entfernung von der Quelle ab. Im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen durchdringen Gravitationswellen ungehindert Materie und werden von dieser nicht absorbiert. Trotz gewisser Analogien unterscheiden sich Gravitationswellen klar von elektromagnetischen Wellen oder Schallwellen.

Die Dunkle Materie und die Dunkle Energie machen mit Anteilen von etwa 26 und 70 Prozent an der Gesamtdichte des Universums den Großteil des Existierenden aus. Die Natur von 96 Prozent des Existierenden bleibt uns bisher verborgen. Nur 4 Prozent bestehen aus den uns bekannten Atomen bzw. Teilchen des Standardmodells, zu denen auch die Bestandteile der Atome (Elektronen, Protonen, Neutronen) oder die Photonen als träger der elektromagnetischen Wechselwirkung gehören. Die Dunkle Materie macht sich nur durch ihre Gravitationswirkung auf sichtbare Materie bemerkbar. Die Dunkle Energie führt zu einer beschleunigten Ausdehnung des Universums. Die Natur der Dunklen Materie und der Dunklen Energie sind derzeit noch unbekannt und Gegenstand der Forschung.