Quantengravitation: endlich ein testbarer Ansatz zur Erklärung dieses großen Mysteriums unseres Universums
Im Jahr 1929 entdeckte Edwin Hubble, dass sich das Universum ausdehnt. Beim Beobachten der Galaxien stellte er fest, dass sich die weiter entfernten schneller von uns entfernen. Diese grundlegende Entdeckung führte zur Bestimmung der Hubble-Konstanten, die dieses Wachstum misst.
Neuere Messungen haben jedoch eine beunruhigende Unstimmigkeit ans Licht gebracht. Die durch die Beobachtung der kosmischen Hintergrundstrahlung, einem Restleuchten des Urknalls, bestimmte Hubble-Konstante weicht um etwa 10 % von den Werten ab, die durch astronomische Beobachtungen ferner kosmischer Objekte erhalten wurden. Diese Diskrepanz, bekannt als "Hubble-Spannung", deutet auf Lücken in unserem Verständnis der Entwicklung des Universums hin.
Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher P.K. Suresh und B. Anupama von der Universität Hyderabad einen neuen Ansatz vorgeschlagen, bei dem quantenmechanische Effekte in die Theorie einbezogen werden, die zur Bestimmung der Expansionsrate verwendet wird. Ihre Studie, veröffentlicht in Classical and Quantum Gravity, legt nahe, dass die Überarbeitung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie zur Einbeziehung dieser Effekte die unterschiedlichen Ergebnisse harmonisieren könnte.
Die Quantengravitation, die zufällige Fluktuationen der Felder und die spontane Erzeugung von Teilchen aus dem Vakuum einschließt, ist ein bedeutendes theoretisches Gebiet. Diese Effekte in praktische Modelle zu integrieren ist äußerst komplex, vor allem wegen der extremen Bedingungen, die zu ihrer Beobachtung erforderlich sind. Dennoch haben die Forscher allgemeine Effekte der Quantengravitation untersucht, die auf mehrere Theorien anwendbar sind.
Ihre Studie zeigt, dass die Einbeziehung dieser Effekte in die Beschreibung der gravitativen Wechselwirkungen während der kosmischen Inflation die Vorhersagen über die kosmische Hintergrundstrahlung verändern und somit die beiden Methoden zur Messung der Hubble-Konstanten harmonisieren könnte.
Obwohl eine vollständige Theorie der Quantengravitation noch entwickelt werden muss, sind diese ersten Ergebnisse ermutigend. Die Verbindung zwischen der kosmischen Hintergrundstrahlung und den Effekten der Quantengravitation könnte bald experimentelle Studien ermöglichen.
Die Forscher glauben auch, dass quantengravitative Phänomene im frühen Universum die damals emittierten Gravitationswellen beeinflusst haben könnten. Die Detektion dieser Wellen durch zukünftige Observatorien könnte mehr Informationen über die Quantengravitation liefern.