🔭 Das Universum dehnt sich schneller aus als erwartet: Die Hubble-Spannung verschärft sich

Noch nie hatte eine Messung der kosmischen Expansion eine solche Genauigkeit erreicht. Sie zeigt, dass sich das Universum schneller ausdehnt, als es das Standardmodell der Kosmologie vorhersagt, und verschärft so die berühmte Hubble-Spannung. Diese Erkenntnis deutet darauf hin, dass unserem heutigen Verständnis des Kosmos eine wichtige Zutat fehlt.

Forscher verwenden traditionell zwei sehr unterschiedliche Methoden, um die Expansionsrate des Universums zu bestimmen. Eine konzentriert sich auf relativ nahe Objekte, indem sie unsere Entfernung zu bestimmten anderen Sternen und Galaxien misst. Die andere reicht bis zum frühen Universum zurück und nutzt die kosmische Hintergrundstrahlung, um abzuschätzen, wie hoch die Expansionsrate heute nach dem Standardmodell der Kosmologie sein sollte.


Im Prinzip sollten beide Ansätze übereinstimmen. In der Praxis ist das nicht der Fall. Die Beobachtungen des lokalen Universums deuten durchweg auf eine schnellere Expansionsrate hin – bei etwa 73 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec – während die Schätzungen auf der Grundlage des frühen Universums niedrigere Werte nahe 67 oder 68 liefern.

Um die Messung zu verfeinern, haben Astronomen jahrzehntelange Beobachtungen in einem einzigen, koordinierten System zusammengeführt. Diese Anstrengung, die von der Kollaboration H0 Distance Network (H0DN) geleitet wurde, hat die genaueste direkte Messung der lokalen Expansionsrate erbracht. In einem am 10. April in Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Artikel berichtet das Team über eine Hubble-Konstante von 73,50 ± 0,81 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec und erreicht damit eine Genauigkeit von etwas mehr als 1 %. Dieses Ergebnis ist nicht nur ein neuer Wert, sondern ein von der Gemeinschaft erstellter Rahmen, der jahrzehntelange unabhängige Entfernungsmessungen auf transparente und zugängliche Weise zusammenfasst.

Anstatt sich auf eine einzige Technik zu stützen, hat das Team ein "Entfernungsnetzwerk" geschaffen, das mehrere unabhängige Methoden zur Messung kosmischer Entfernungen miteinander verbindet. Zu diesen Methoden gehören veränderliche Sterne vom Typ der Cepheiden, rote Riesensterne mit bekannter Leuchtkraft, Supernovae vom Typ Ia und bestimmte Galaxientypen. Dieses Netzwerk ermöglicht es den Wissenschaftlern, die Ergebnisse auf vielfältige Weise zu überprüfen.

Die langsamste gemessene Expansionsrate hängt ihrerseits vom Standardmodell der Kosmologie ab, das beschreibt, wie sich das Universum seit dem Urknall entwickelt hat. Wenn dieses Modell unvollständig ist – zum Beispiel, wenn es das Verhalten der Dunklen Energie, unbekannter Teilchen oder möglicher Modifikationen der Schwerkraft nicht vollständig erfasst –, könnten seine Vorhersagen für die aktuelle Expansionsrate ungenau sein.

Dies könnte also darauf hindeuten, dass die Hubble-Spannung ein Beweis dafür ist, dass unserem gegenwärtigen Modell des Universums ein wichtiges Element fehlt.