Hubble-Spannung: Es ist bestätigt, das Universum verhält sich wirklich nicht wie erwartet
Die Weltraumteleskope James Webb und Hubble haben ihre Kräfte vereint, um eines der größten Mysterien der Physik zu bestätigen: Die Expansion des Universums erfolgt mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, je nachdem, wo man hinschaut. Dieses Phänomen, das als Hubble-Spannung bekannt ist, stellt unser Verständnis des Universums in Frage und könnte die Kosmologie verwandeln.
In 2019 offenbarten Messungen durch das Hubble-Teleskop dieses Rätsel. Noch neuerdings, im Jahr 2023, lieferte das James Webb Teleskop noch präzisere Messungen, welche die Idee eines Messfehlers ausschlossen. Die Veröffentlichung einer Studie am 6. Februar im Astrophysical Journal Letters deutet darauf hin, dass unser Verständnis des Universums falsch sein könnte.
Adam Riess, Nobelpreisträger für Physik im Jahr 2011, und seine Kollegen verwendeten zwei Hauptmethoden, um die Hubble-Konstante zu messen, die die Expansionsrate des Universums beschreibt. Die erste Methode untersucht winzige Schwankungen im kosmischen Mikrowellenhintergrund, während die zweite Methode variable Cepheidensterne verwendet, um eine "kosmische Entfernungsskala" zu erstellen.
Diese beiden Methoden führen jedoch zu unterschiedlichen Werten für die Hubble-Konstante, was die Kosmologie in unbekanntes Territorium stürzt. Die Cepheiden weisen auf eine Expansionsrate von etwa 74 km/s/Mpc hin, deutlich höher als der aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund durch den Planck-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation abgeleitete Wert, der auf etwa 67 km/s/Mpc geschätzt wird.
Überlagerte NIRCam-Felder zu den Farbbildern des Digitized Sky Survey für vier Wirte (oben) und zu den NIRCam RGB-Bildern (F090W/F150W/F277W), die die Positionen der Cepheiden anzeigen (zyanfarbene Kreise unten).
Norden ist oben und Osten ist links.
Um diese Divergenz zu klären, haben Riess und sein Team ihre Beobachtungen auf 1.000 zusätzliche Cepheidensterne in fünf Galaxien ausgeweitet und die früheren Messungen der Hubble-Konstante bestätigt, während sie die Möglichkeit von Messfehlern ausschlossen.
Diese andauernde Meinungsverschiedenheit zwischen den Messmethoden offenbart eine Krise in unserem Verständnis des Universums, was darauf hindeutet, dass es grundlegende Elemente der kosmischen Physik geben könnte, die wir noch nicht verstanden haben.