đ« Eine neue Methode zur Messung der Expansion des Universums und zur Lösung der "Hubble-Spannung"
Der Ursprung dieser Spannung liegt in der Diskrepanz zwischen zwei Berechnungsmethoden. Die erste, basierend auf der Beobachtung von Sternexplosionen im relativ nahen Universum, liefert einen bestimmten Wert fĂŒr die Expansionsrate. Die zweite, die sich auf die Analyse des alten Kosmos mittels der kosmischen Hintergrundstrahlung stĂŒtzt, liefert einen anderen, deutlich niedrigeren Wert. Dieser anhaltende Unterschied lĂ€sst vermuten, dass in unserer ErzĂ€hlung der kosmischen Entwicklung möglicherweise ein Element fehlt.
Eine Illustration, die die Emission von Gravitationswellen bei der Kollision von Schwarzen Löchern zeigt.
Bildnachweis: Deborah Ferguson, Karan Jani, Deirdre Shoemaker, Pablo Laguna, Georgia Tech, MAYA Collaboration
Ein Forscherteam schlÀgt nun einen neuen Ansatz vor: die Nutzung von Gravitationswellen. Diese Schwingungen der Raumzeit, von Einstein vorhergesagt und 2015 experimentell bestÀtigt, entstehen bei Kollisionen sehr massereicher Objekte wie Schwarzer Löcher. Sie könnten eine neue, unabhÀngige Messung der Expansionsrate ermöglichen.
Dieser Ansatz, "stochastische Sirene" genannt, konzentriert sich auf das kontinuierliche Hintergrundrauschen von Gravitationswellen, ein kosmisches Durcheinander, das durch die Ăberlagerung aller Verschmelzungen Schwarzer Löcher in der Geschichte des Universums entsteht. Die Untersuchung dieses Signals ermöglicht es, die Dichte dieser Ereignisse abzuschĂ€tzen und daraus einen Wert fĂŒr die Hubble-Konstante abzuleiten.
Bislang fehlt es aktuellen Detektoren wie LIGO und Virgo noch an der nötigen Empfindlichkeit, um diesen Hintergrund klar zu isolieren. VorlĂ€ufige Analysen der Daten scheinen jedoch Werte nahezulegen, die mit der höheren Expansionsrate ĂŒbereinstimmen. Diese Tendenz motiviert die Entwicklung von leistungsfĂ€higeren Instrumenten der dritten Generation.
In den kommenden Jahren könnte diese Methode somit eine robuste Messung liefern und dazu beitragen, zwischen den beiden Lagern der Hubble-Spannung zu entscheiden. Selbst wenn sich ein Lager durch "zwei gegen eine" Methode durchsetzt, bleibt jedoch noch zu verstehen, warum die andere Methode abweichende Messwerte liefert.
Diese Arbeit, veröffentlicht in der Zeitschrift Physical Review Letters, stellt somit einen ermutigenden Fortschritt fĂŒr das Gebiet der Kosmologie dar.