Das Hubble-Weltraumteleskop der NASA hat im Laufe der letzten 30 Jahre mehr als 40 „Meilenposten“ von Raum und Zeit kalibriert, die Wissenschaftler verwenden, um die Expansion des Universums zu messen. Aber die Daten stimmen nicht mit anderen Beobachtungen direkt nach dem Urknall überein, und die seltsame Diskrepanz könnte brandneue Physik beinhalten.
In ein neues Papier veröffentlicht in der Astrophysikalische Zeitschrift, Nobelpreisträger Adam Riess vom Space Telescope Science Institute (STScI) und der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, haben die größte und wahrscheinlich letzte große Aktualisierung der sogenannten Hubble-Konstante abgeschlossen. Die Ergebnisse umfassen mehr als das Doppelte der vorherigen Stichprobe kosmischer „Entfernungsmarkierungen“, die Reiss zur Berechnung der Expansion des Universums verwendet hat. Es umfasst über 1.000 Hubble-Umlaufbahnen.
„Als die NASA in den 1970er Jahren ein großes Weltraumteleskop konzipierte, war eine der Hauptgründe für die Kosten und den außerordentlichen technischen Aufwand, Cepheiden aufzulösen, Sterne, die periodisch heller und dunkler werden und innerhalb unserer Milchstraße und außerhalb von Galaxien zu sehen sind.“ NASA erklärt.
„Cepheiden sind seit langem der Goldstandard für kosmische Meilenmarkierungen, seit ihre Nützlichkeit 1912 von der Astronomin Henrietta Swan Leavitt entdeckt wurde. Um viel größere Entfernungen zu berechnen, verwenden Astronomen explodierende Sterne, sogenannte Typ-Ia-Supernovae.“
Die NASA sagt, dass diese Objekte zusammengenommen eine Möglichkeit für Astronomen geschaffen haben, die Expansionsrate des Universums zu messen, die als Hubble-Konstante bekannt ist, ein Wert, der für die Schätzung des Alters des Universums von entscheidender Bedeutung ist.
Aber Reiss hat herausgefunden, dass die Sammlung von Hubble-Bildgebungsdaten aus drei Jahrzehnten, kombiniert mit Informationen, die von anderen Teleskopen gesammelt wurden, nicht mit der Expansionsrate des Universums übereinstimmt, wie sie von einer Gruppe anderer unabhängiger Beobachtungen bestimmt wurde, die eine andere Expansion vorhergesagt haben Wert.
Die NASA sagt, dass dies bedeutet, dass etwas Seltsames vor sich geht, das sehr gut brandneue Physik beinhalten könnte.
Es wurde vorausgesagt, dass die Expansionsrate des Universums langsamer ist als die Daten von Hubble zeigen, und Reiss sagt, dass es angesichts der Stichprobengröße von Hubble nur eine Wahrscheinlichkeit von eins zu einer Million gibt, dass Astronomen aufgrund „einer unglücklichen Auslosung“ falsch liegen a gemeinsame Schwelle, um ein Problem im Bereich der Physik ernst zu nehmen.
Angesichts der Unwahrscheinlichkeit von Fehlern haben diese Daten einen Schraubenschlüssel in das geworfen, was einst für ein einfaches und direktes Verständnis der Entwicklung des Universums gehalten wurde.
„Astronomen sind ratlos, wenn es darum geht, die Diskrepanz zwischen der Expansionsrate des lokalen Universums und dem Uruniversum zu erklären, aber die Antwort könnte zusätzliche Physik des Universums beinhalten“, sagt die NASA.
Hubble hat den Astronomen so viel wie möglich zu diesem Thema zur Verfügung gestellt, und es liegt am James Webb-Weltraumteleskop, die Forschung fortzusetzen, indem es zu diesen kosmischen Meilensteinmarkierungen zurückgeht und sie in schärferer Auflösung betrachtet, als Hubble sehen kann. Webb wird in diesem Sommer seine ersten Beobachtungen machen.
Offensichtlich gibt es viel über das Universum, das Astronomen nicht verstehen, eine Aussicht, die Reiss begeistert.
„Eigentlich ist es mir egal, was der Expansionswert im Einzelnen ist, aber ich nutze ihn gerne, um etwas über das Universum zu lernen“, sagt Riess.
Bildnachweis: NASA, ESA, Adam G. Riess (STScI, JHU)
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