Digital Think Tank (DTT)

Weltraumkrise

Eines der beiden Ergebnisse verschiedener Messungen der Expansionsrate des Universums muss falsch sein - aber welches?


Zu Beginn des XXI Jahrhunderts schien das kosmologische Standardmodell vollständig zu sein. Es enthält viele Geheimnisse - natürlich auch voller fruchtbarer Gebiete für weitere Forschung - definitiv. Aber im Allgemeinen befand sich alles auf einem „Haufen“: Etwa zwei Drittel des Universums waren dunkle Energie (das mysteriöse Ding, das seine Ausdehnung beschleunigt), etwa ein Viertel war dunkle Materie (das mysteriöse Ding, das die Entwicklung seiner Struktur bestimmt), und 4% oder 5% waren "gewöhnliche" Materie (d.h. das, was wir, die Planeten, die Sterne, die Galaxien und alles, was wir schon immer, die letzten Jahrzehnte nicht mitgerechnet, als ein vollständiges Universum betrachtet haben). Dies war ein logisches Ganzes.

...Nicht so schnell. Oder, genauer gesagt, zu schnell!

In den letzten Jahren gab es eine Diskrepanz zwischen zwei Methoden zur Messung der Expansionsrate des Universums - einer Größe, die als Hubble-Konstante (H0) bezeichnet wird. Die Methode, die darin bestand, mit Messungen im heutigen Universum zu beginnen und zu immer früheren Stadien zurückzugehen, ergab durchweg einen Wert H0. Die Messungen, die in den frühesten Stadien des Universums begannen und bis in die Gegenwart zurückreichten, lieferten jedoch ebenso übereinstimmend einen anderen Wert - einen, aus dem hervorgeht, dass das Universum schneller expandiert, als wir dachten.

Bild Quelle: Pixelbay


Der Unterschied ist quantitativ gering, aber da die subtilen quantitativen Unterschiede auf der Raum-Zeit-Skala des Universums zunehmen, könnte er sich als kosmologisch signifikant erweisen. Die Kenntnis des aktuellen Wertes der Expansionsrate des Universums erlaubt es Kosmologen, in die Vergangenheit zu extrapolieren, um das Alter des Universums zu bestimmen. Kosmologen können auch in die Zukunft extrapolieren und bestimmen, wann der Raum zwischen den Galaxien nach der derzeitigen Theorie so groß werden wird, dass der Raum wie eine vollständige Leere um unsere unmittelbare Umgebung herum aussieht. Ein korrekter H0-Wert kann sogar helfen zu erklären, was dunkle Energie ist, die die Expansion beschleunigt.

Vorerst ergeben Messungen, die im frühen Universum beginnen und sich vorwärts bewegen, einen H0-Wert, während Messungen, die im heutigen Universum beginnen und sich rückwärts bewegen, einen anderen ergeben. Solche Situationen sind in der Wissenschaft nicht ungewöhnlich. Die Unterschiede verschwinden in der Regel nach genauerer Analyse - und im letzten Jahrzehnt hofften Kosmologen, dass dies bei dem aktuellen Problem der Fall sein würde. Die Diskrepanz wird jedoch von Jahr zu Jahr schlimmer, und es wird immer schwieriger, die aufeinander folgenden Messungen in Frage zu stellen. Es besteht nun ein gewisser Konsens über dieses Problem.
Niemand glaubt, dass das kosmologische Standardmodell völlig falsch ist. Aber etwas stimmt nicht - vielleicht in den Beobachtungen oder vielleicht in ihrer Interpretation. Aber beide Szenarien scheinen unwahrscheinlich. Die letzte Möglichkeit bleibt - ebenso unwahrscheinlich, aber immer weniger inakzeptabel: mit dem kosmologischen Modell selbst geht etwas schief.