Das grösste Rätsel des Grabtuchs konnte bisher auch durch Untersuchungen nicht gelöst werden: auf welche Weise das dreidimensionale Bild auf das Tuch kam; denn es unstreitig, dass kein Maler des 13. Jahrhunderts ein solches Gemälde fabrizieren konnte. Eine Mikroanalyse hat zudem das Fehlen von Malspuren ergeben. Festgestellt wurde dabei nur eine 1/80 Millimeter dünne graugelbliche Verfärbung an den Flachsfasern, die von keinem Maler hätte aufgebracht werden können.
Grosses Aufsehen erregten die 1988 in Oxford, Tucson und Zürich durchgeführten Radiokarbon-Untersuchungen (C14-Analyse), die das Grabtuch auf die Zeit von 1260 bis 1390 datierten.
Laut Piero Savarino von der Universität Turin ist die Kohlenstoffdatierung jedoch weit entfernt davon, "definitiv" zu sein. "Es gibt viele bekannte Reliquien, deren wirkliches Alter sich deutlich von dem unterscheidet, wie es mit der Kohlenstoffdatierung bestimmt wurde."
Kompliziert wird die C14-Untersuchung vor allem durch den Umstand, dass sich die Reliquie heute nicht mehr komplett im Originalzustand befindet.
Grund dafür sind über die Jahrhunderte erfolgten Stoffentnahmen für Reliquien und Ausbesserungen von Brandspuren, sowie verschiedene Restaurierungen.
Im Lichte neuerer Forschungsergebnisse, vor allem unter Berücksichtigung der Kernphysik und der Raumfahrttechnik, sind die Ergebnisse dieser Radiokarbon-Tests für viele Wissenschaftler nicht mehr haltbar:
die angewandte Methode und die Art ihrer Durchführung sei aufgrund der Umstände schlicht ungeeignet gewesen sein, das Alter des Grabtuches zu bestimmen.
Es liegen mittlerweilse ein Vielzahl an überzeugenden wissenschaftlichen Beweisen vor, dass es sich tatsächlich um das Tuch handeln muß, in dem Jesus begraben wurde.Viele Wissenschaftler fordern daher eine erneute Analyse.
Mittels Computertechnik und -analyse wurden das Bild sowie die mit bloßem Auge unsichtbaren Stigmata verstärkt. Dabei wurden Münzabdrücke mit den Buchstaben UCAI auf den Augen der Gestalt festgestellt.
Diese Münzabdrücke entsprechen einer Kupfermünze, die Pilatus prägen ließ. Diese ist in mehreren Prägungen bekannt und trägt die Inschrift TIBERIOU KAISEROS (Kaiser Tiberius). Nur Anno 29 unterlief dem Münzmeister ein Fehler. Er schrieb KAISEROS mit C. Genau jene seltenen Münzen sind es, deren Abdrücke auf dem Grabtuch eindeutig identifiziert werden konnten.
Der Zürcher Kriminologe Max Frei fand Pollen von Pflanzen, die in Palästina im Verlaufe des 1. Jh n.Chr. verschwanden. Auch amerikanische Forscher, die hauptsächlich bei der NASA und der Luftwaffenakademie der USA tätig sind, datieren aufgrund der gefunden Mikroorganismen die Entstehungszeit des Grabtuches um die Zeitenwende.
Eine gründlichen Untersuchung des Stoffs durch den belgischen Forscher G. Raes, dem Direktor des Genter Instituts für Textil-Technologie, ergab, dass das Leinen fischgrätenförmig in so genannter Köper-Bindung gemustert und gearbeitet ist. Dies ist nur mit einem besonderen Webstuhl möglich.
Aus Europa sind bis ins 14. Jahrhundert hinein keine Gewebe vergleichbarer Art bekannt. Dafür gibt es aus dem syrischen Raum einige Gewebe vergleichbarer Machart aus der Zeit Christi, die bis heute erhalten geblieben sind. Im Gegensatz dazu ist das Schweißtuch von Oviedo in einfachem Taft gewebt. Die Fäden des Grabtuchs und des Schweißtuchs haben aber die gleiche Machart und Stärke der Fasern.
Laut Dr. Gilbert Lavoie, einem Spezialisten für innere und Arbeitsmedizin aus den USA, weist das Bild auf dem Tuch nicht nur auf einen gekreuzigten und dann begrabenen Mann hin - wie man seit langem glaubt - sondern auch darauf, dass das Bild auf einen senkrecht aufgehängten Mann schließen läßt.
Ein wichtiges Beweisstück ist ein Blutfleck, der sich am linken Ellenbogen befindet. Laut Lavoie ergaben die Untersuchungen dieses Blutflecks, daß der Mann im Tuch am Kreuz starb und horizontal beerdigt wurde. Und die Blutflecken seien dadurch verursacht worden, daß feuchte Blutklumpen mit dem Tuch in Berührung kamen.
Ein anderer Grund für Lavoies Ansicht, das Tuch stamme aus früheren Zeiten als dem Mittelalter, sind die Untersuchungen von Pollensporen und schwachen Blütenspuren auf dem Tuch. Diese Tests ergaben, daß die Sporen von Blumen stammen, die ausschließlich in der Gegend von Jerusalem blühen.
Dies bestätigten auch andere wissenschaftliche Untersuchungen. "Wir konnten Abdrücke und Getreidepollenarten auf dem Tuch identifizieren, die nur in der Umgebung von Jerusalem vorkommen", sagte der Botaniker Professor Avinoam Danin von der Hebräischen Universität von Jerusalem. "Die Aussage, daß das Tuch aus Europa stammt, ist nicht haltbar."
Laut Danin konnte durch die Analysen der Blumenabdrücke und eine separate Analyse der Getreidepollen durch den Botaniker Uri Baruch eine Kombination von Pflanzenarten identifiziert werden, die nur im März und April in der Gegend von Jerusalem vorkommen.
Die Forscher fanden auch heraus, daß eine andere auf dem Tuch identifizierte Pflanze entweder in der judäischen Wüste oder im Tal vom Toten Meer zwischen 15 und 16 Uhr an dem Tag, an dem sie auf das Tuch gelegt wurde, gepflückt worden sein muß.
Auch auf dem Schweißtuch von Oviedo wurden zwei Getreidepollen einer bestimmten Pflanzenspezies entdeckt. Danin meint, dass aufgrund der zusammenpassenden Getreidepollen die beiden Tücher aus der gleichen Zeit stammen müßten.
Auf beiden Stücken finden sich auch gleich angeordnete Spuren von Blut des Typs AB. "Es ist ausgeschlossen, daß gleiche Muster von Blutspuren - wahrscheinlich derselben Blutgruppe - und die gleiche Sorte von Getreidepollen nicht synchron sind - nicht denselben Körper betreffen", sagte Danin.
"Die Ähnlichkeit der Pollen und der Blutflecken auf den beiden Tüchern erbringen den klaren Beweis, daß das Grabtuch aus der Zeit vor dem 8. Jahrhundert stammt."
Neue Anhaltspunkte stellten italienische Forscher fest, die im Jahr 2001 Fotoaufnahmen der Rückseite des Grabtuchs machten. Mit speziellen Linsen wurde ein abgeflachter Scanner zwischen der Hinterseite und einer Schutzhülle eingeführt, den Nonnen vor fast 500 Jahren nach einem Brand angebracht hatten.
Auf der Rückseite wurden zwar Blutflecken gefunden, jedoch keinerlei Abdruck einer menschlichen Gestalt, womit die von einigen Kritikern vertretene Theorie widerlegt wurde, das Abbild könne von einem Hochrelief stammen und durch Erwärmung entstanden sein.
In diesem Fall müssten Spuren des Abdrucks auch auf der Rückseite zu sehen sein, argumentieren die italienischen Forscher, nach deren Auffassung das im Turiner Dom aufbewahrte Tuch keine Fälschung ist.
Der vom Papst berufene offizielle Hüter des Grabtuchs, der Erzbischof von Turin, hält die jüngsten Ergebnisse für ausreichend beweiskräftig. Zum ersten Mal bekannte er ganz offen: "Ich bin überzeugt, daß das Sindone das Tuch ist, in das Jesus nach seinem Tod am Kreuz eingewickelt wurde."
