Ein roter Riesenstern, der eine Gashülle ausstößt. ESA
Wie schnell dehnt sich unser Universum aus? Um diese Frage zu beantworten, haben Wissenschaftler zwei verschiedene Methoden verwendet und zwei Antworten gefunden, die sich leicht voneinander unterscheiden und das ist die Quelle der 'Hubble-Spannung'. Astrophysiker wurden in zwei Gruppen eingeteilt, eine, diehält diesen Unterschied in den Antworten für signifikant und wir brauchen eine neue Physik, um ihn zu erklären. Andere führen ihn auf den Unterschied in den Methoden zurück. Eine aktuelle Studie sagt jetzt, dass der Unterschied möglicherweise nicht so ist. überhaupt anders.
Die Hubble-Konstante ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt. Die Kenntnis dieser Zahl kann uns helfen zu verstehen, wie alt unser Universum ist und wie es sich entwickelt hat. Um diese Zahl zu bestimmen, haben Wissenschaftler zwei Ansätze verwendet.
In einem betrachteten sie das schwache Licht nach dem Urknall. Dieses Licht, das als kosmischer Mikrowellenhintergrund bezeichnet wird, wurde mit Teleskopen sowohl im Weltraum als auch am Boden gemessen. Die Beobachtungen wurden in das 'Standardmodell' des frühen Universums eingespeist und verwendet, um heute die Hubble-Konstante zu schätzen. Die Antwort lautet67,4 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec km/s/Mpc
Die zweite Methode besteht darin, Sterne in einem nahegelegenen Universum zu betrachten und zu messen, wie schnell sie sich von uns entfernen. Im Jahr 2001 verwendeten Wendy Freedman und ihr Team von der University of Chicago das Hubble-Weltraumteleskop, um Sterne namens Cepheiden zu betrachten.Sie fanden heraus, dass die Hubble-Konstante 72 km/s/Mpc beträgt.
Freedman und ihr Team haben sich im Laufe der Jahre weiterhin Cepheiden angesehen, beschlossen jedoch 2019, ihre Methode zu überprüfen, indem sie Sterne namens "Rote Riesen" betrachten. Dies sind sehr große und leuchtende Sterne, die ihre maximale Helligkeit erreichen und dann schnell verblassen.Durch die Messung der tatsächlichen Spitzenhelligkeit können Wissenschaftler die Entfernungen zu ihren Wirtsgalaxien messen. Aber die Messungen müssen genau sein. Freedman und ihr Team verwendeten vier verschiedene Messmethoden für verschiedene Sterne und Galaxien und fanden heraus, dass sie mit einem Fehler von einem Prozent genau sindSie verwendeten dann rote Riesen, um die Hubble-Konstante zu schätzen und fanden heraus, dass ihr Wert 69,8 km/s/Mpc beträgt, viel näher an dem Wert, der durch die Beobachtung des kosmischen Mikrowellenhintergrunds abgeleitet wurde.
Erklärung der Ursache für Unterschiede in zwei Werten, die ihr Team abgeleitet hat, sagte Freedman: "Die Cepheid-Sterne waren schon immer ein wenig lauter und etwas komplizierter zu verstehen; sie sind junge Sterne in den aktiven Sternentstehungsregionen von Galaxien, und das bedeutet, dass Dinge wie Staub oder Kontamination von anderen Sternen geworfen werden könnenvon deinen Maßen ab."
Mit der Einführung des James Webb Weltraumteleskop, Freedman ist zuversichtlich, dass sich die Daten mit höherer Auflösung und Empfindlichkeit in naher Zukunft verbessern werden.
"Es gibt noch etwas Raum für neue Physik, aber selbst wenn nicht, würde dies zeigen, dass das Standardmodell, das wir haben, grundsätzlich richtig ist, was auch eine tiefgreifende Schlussfolgerung ist", fügte Freedman hinzu.Die Studie wird im Astrophysical Journal veröffentlicht.