Eines der zentralen Ziele von DUNE ist es, mehr über die Dunkle Materie und die Dunkle Energie im Universum zu lernen. Zusammen machen diese unsichtbaren Komponenten 95% des Energiegehaltes des Universums aus, ihre jeweilige physikalische Natur ist aber immer noch weitgehend unbekannt. Weder die Dunkle Materie noch die Dunkle Energie können direkt beobachtet werden. Indirekt hinterlassen sie jedoch Signaturen, zum Beispiel in den Verteilungen und Eigenschaften von Galaxien, sowie in winzigen Verzerrungen der beobachteten Galaxienformen durch den Gravitationslinseneffekt. Der Vergleich von Galaxienbeobachtungen mit theoretischen Modellen kann also Licht ins Dunkle Universum bringen.
DUNE verwendet Beobachtungsdaten zweier neuer Weltraumteleskope: Die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist im Juli 2023 gestartet und soll bis Ende des Jahrzehnts gestochen scharfe Bilder von mehr als einem Drittel des Nachthimmels liefern. Das James-Webb-Weltraumteleskop (JWST), ein gemeinsames Projekt der europäischen (ESA), amerikanischen (NASA) und kanadischen (CSA) Weltraumorganisationen, erlaubt es Wissenschaftler*innen in kleinen Bereichen des Himmels sehr tief in die Vergangenheit des Universums zu blicken.
Im Rahmen internationaler Forschungskollaborationen analysiert das DUNE Team Euclid-Daten an der Universität Innsbruck und Beobachtungsdaten vom JWST am ISTA. Um Rückschlüsse auf die Eigenschaften Dunkler Materie und Dunkler Energie abzuleiten, werden die Ergebnisse der Beobachtungen mit simulierten “virtuellen Universen” verglichen. Diese Simulationen werden an der Universität Wien (mit)entwickelt und modellieren die kosmische Strukturbildung in diesen digitalen Nachbauten unseres Universums: COLIBRE ist ein Simulationsprojekt, in dem wenige, aber besonders detailreiche Simulationen realisiert werden. Komplementär dazu sind die Simulationen aus dem DISCO Projekt, die schnell viele verschiedene Theorien austesten und dabei den neuen österreichischen Großrechner MUSICA verwenden können.
DUNE öffnet für Österreich ein neues Fenster zum Dunklen Universum und bringt uns der Antwort auf die größten Fragen der modernen Kosmologie einen Schritt näher.
