HONOLULU - Eine Krise in der Physik hat sich vielleicht gerade vertieft. Durch die Untersuchung, wie das Licht von entfernten hellen Objekten gebogen wird, haben Forscher die Diskrepanz zwischen verschiedenen Methoden zur Berechnung der Expansionsrate des Universums erhöht.
"Die Messungen stimmen mit dem Hinweis auf eine Krise in der Kosmologie überein", sagte Geoff Chih-Fan Chen, Kosmologe an der University of California in Davis, hier während einer Pressekonferenz am Mittwoch (8. Januar) beim 235. Treffen der American Astronomical Gesellschaft in Honolulu.
Es geht um eine Zahl, die als Hubble-Konstante bekannt ist. Es wurde erstmals vor fast einem Jahrhundert vom amerikanischen Astronomen Edwin Hubble berechnet, nachdem er feststellte, dass sich jede Galaxie im Universum mit einer Geschwindigkeit von der Erde entfernte, die proportional zur Entfernung dieser Galaxie von unserem Planeten war.
Dies bedeutet nicht, dass sich die Erde im Zentrum des Kosmos befindet. Stattdessen sagte der Befund den Wissenschaftlern, dass sich das Universum ausdehnt und dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Abstand zweier Objekte und der Geschwindigkeit besteht, mit der sie voneinander zurücktreten. Die Hubble-Konstante hat einen Wert, der diese Geschwindigkeits-Distanz-Verbindung enthält.
Das Problem ist, dass sich in den letzten Jahren verschiedene Teams nicht darüber einig waren, was genau der Wert dieser Konstante ist. Messungen mit dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB), einem Überbleibsel des Urknalls, der eine Momentaufnahme des Säuglingsuniversums liefert, legen nahe, dass die Hubble-Konstante 46.200 Meilen pro Stunde pro Million Lichtjahre beträgt (oder unter Verwendung von Einheiten der Kosmologen 67,4 km / h). Sekunde pro Megaparsec).
Bei der Betrachtung pulsierender Sterne, die als Cepheid-Variablen bekannt sind, hat eine andere Gruppe von Astronomen die Hubble-Konstante auf 73,4 km / s / Mpc (50.400 mph pro Million Lichtjahre) berechnet.
Die Diskrepanz scheint gering zu sein, aber es gibt keine Überschneidung zwischen den unabhängigen Werten und keine Seite war bereit, größere Fehler in ihrer Methodik zuzugeben.
Die neue Messung, die von den H0-Objektiven in Zusammenarbeit mit COSMOGRAIL in Wellspring (H0LICOW) durchgeführt wurde, war ein Versuch, die Hubble-Konstante auf völlig neue Weise zu berechnen. (COSMOGRAIL ist die Abkürzung für Cosmological Monitoring of Gravitationslinsen.)
Diese Maßnahme nutzt die Tatsache, dass massive Objekte im Universum das Gewebe der Raum-Zeit verzerren, was bedeutet, dass sich das Licht biegt, wenn es an ihnen vorbeizieht. Superleuchtende, von Schwarzen Löchern angetriebene Einheiten, sogenannte Quasare, befinden sich manchmal hinter großen Vordergrundgalaxien, und ihr Licht wird durch diesen Biegeprozess, der als Gravitationslinse bezeichnet wird, verzerrt.
Mit dem Hubble-Weltraumteleskop untersuchte das H0LiCOW-Team das Licht von sechs Quasaren zwischen 3 und 6,5 Milliarden Lichtjahren von der Erde entfernt. Wenn die schwarzen Löcher der Quasare Material verschlang, flackerte ihr Licht.
Die dazwischenliegende Galaxie mit Gravitationslinsen bog das Licht jedes Quasars, und so kam das Flackern des Quasars zu unterschiedlichen Zeiten auf der Erde an, je nachdem, welchen Weg es um die Vordergrundgalaxie nahm, sagte Chen. Die Länge der Zeitverzögerung biete eine Möglichkeit, die Expansionsrate des Universums zu untersuchen, fügte er hinzu.
H0LiCOW konnte einen Wert der Hubble-Konstante von 50,331 mph pro Million Lichtjahre (73,3 km / s / Mpc) ableiten, der dem von Cepheid-Variablen sehr nahe kommt, aber weit von der CMB-Messung entfernt ist.
"Die Folge ist, dass die Spannung sehr wahrscheinlich real ist", sagte Chen und wahrscheinlich nicht das Ergebnis von Fehlern in den Methoden jedes Ansatzes.
Es ist erwähnenswert, dass letztes Jahr eine weitere unabhängige Messung der Hubble-Konstante, die mit riesigen roten Sternen durchgeführt wurde, genau zwischen den beiden Seiten erfolgte und einen Wert von 69.8 km / s / Mpc (47.300 mph pro Million Lichtjahre) berechnete.
Trotzdem, sagte Chen, sind die verschiedenen Zahlen weit genug voneinander entfernt, dass möglicherweise etwas in unseren Modellen des Universums nicht stimmt. Eine wachsende Zahl von Physikern erkennt dies an, weil die unabhängigen Messungen weiterhin nicht übereinstimmen. Die Forscher müssen sich möglicherweise eine neue Physik einfallen lassen, um zu erklären, was los ist.
