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HE0435-1223 (Mitte) ist eines der Objekte, das die Forscher für ihre neue Studie ausgewertet haben.
HE0435-1223 (Mitte) ist eines der Objekte, das die Forscher für ihre neue Studie ausgewertet haben.(Foto: Nasa)
Freitag, 27. Januar 2017

Widersprüchliche Messungen: Forscher rätseln um Ausdehnung des Alls

Wie schnell dehnt sich das Universum aus? Die Antwort auf diese Frage ist wesentlich für unser Verständnis des Kosmos. Die Messungen werden immer präziser. Doch es gibt da ein Problem: Die verschiedenen Herangehensweisen widersprechen sich.

Die Hubble-Konstante hält Astronomen in Atem. Sie ist eine der wichtigsten Größen, wenn es um moderne Kosmologie geht - anhand dieses Wertes lassen sich zum Beispiel Rückschlüsse auf dunkle Energie oder das Alter des Universums ziehen. Dieser Wert prägt unser Bild und unser Verständnis des Universums. Doch es gibt ein Problem: Es ist nicht einfach, die Hubble-Konstante zu bestimmen. Und es gibt widersprüchliche Messwerte.

Die Hubble-Konstante

Vor 90 Jahren legte der belgische Priester Georges Lemaître den Grundstein für eine Theorie, die sich heute als Urknalltheorie größer Beliebtheit erfreut. Sie besagt, dass unser Universum - das heißt: Zeit, Raum, Materie - aus einem winzigen Punkt entstanden ist. Diese Theorie beruht auf der Beobachtung, dass sich unser Universum immer weiter ausdehnt.

Der Astronom Edwin Hubble stellte 1928 fest, dass sich das Universum nicht nur ausdehnt. Sondern: Je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist, desto schneller bewegt sie sich von uns weg. Daraus ergibt sich die sogenannte "Hubble-Konstante". Sie setzt die Entfernung der Galaxien und die Geschwindigkeit, mit der sich diese von uns entfernen, in Beziehung. Heute ist sie eine der wichtigsten Größen in der Kosmologie - und genaugenommen gar keine Konstante, denn das Universum hat sich nicht immer gleich schnell ausgedehnt.

Aus diesem Grund bereitet der Parameter Wissenschaftlern immer wieder Kopfzerbrechen. Und neu veröffentlichte Messergebnisse tragen nicht unbedingt dazu bei, das Problem zu lösen - im Gegenteil, sie werfen neue Fragen auf. Eine Gruppe von Astronomen aus der H0LiCOW-Kooperation hat eine unabhängige Messung der Hubble-Konstante mit dem Weltraumteleskop Hubble und weiteren Teleskope im All und auf der Erde durchgeführt, indem sie fünf Galaxien genauer unter die Lupe nahm. 

Nur: Dieser Wert stimmt nicht mit dem überein, den der Planck-Satellit für die Hubble-Konstante gemessen hat. Und der Planck-Wert passt sehr gut zu unserem bisherigen Verständnis des Kosmos, zu dem theoretischen Modell also, mit dem wir derzeit unser Universum erklären. "Die Hubble-Konstante ist für die moderne Astronomie von entscheidender Bedeutung, da sie bei der Beantwortung der Frage hilft, ob unser Bild des Universums – bestehend aus dunkler Energie, dunkler Materie und normaler Materie – korrekt ist oder ob wir etwas Grundsätzliches übersehen haben", sagt Sherry Suyu, die die neuesten Untersuchungen leitete.

Zwei Messarten, unterschiedliche Daten

Während die Messungen des Planck-Satelliten auf der kosmischen Hintergrundstrahlung beruhen, wertet die neue Studie Beobachtungen von Licht-Verzerrungen aus. Die Forscher haben das Licht von Quasaren - unglaublich leuchtkräftigen Galaxienkernen -  betrachtet, das durch die als "Gravitationslinse" wirkende Masse der Galaxien gebeugt wird. Dadurch ergeben sich Messdaten, aus denen die Wissenschaftler sehr präzise auf die Hubble-Konstante schließen können. Sie kommen auf einen Wert von 71,9 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec, im Gegensatz zu dem vom Planck-Satelliten gemessenen Wert von 66,93 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec.

Das heißt: Diesen Daten zufolge breitet sich das Universum schneller aus als vom Planck-Satelliten gemessen. "Unsere Methode ist die einfachste und direkteste Methode, um die Hubble-Konstante zu messen, da sie nur Geometrie und Relativitätstheorie verwendet, keine weiteren Annahmen", erklärt Frédéric Courbin, der ebenfalls maßgeblich an der Forschungsarbeit beteiligt war.

Doch welcher der beiden Werte stimmt nun? Auf den ersten Blick scheint die Abweichung gar nicht so besonders hoch - doch der Schein trügt. Inzwischen sind die Messgenauigkeiten der unterschiedlichen Methoden nämlich so genau, dass die Differenzen nicht vernachlässigt werden dürfen. "Auftretende Diskrepanzen weisen möglicherweise auf eine neue Physik hin, die über unsere gegenwärtige Kenntnis des Universums hinausgeht", erläutert die Forscherin Suyu.

Die Messungen des Planck-Satelliten sind zwar die bislang genauesten, doch die neuen Ergebnisse, die für eine schnellere Expansion sprechen als bislang angenommen, werden auch von weiteren Messdaten aus dem vergangenen Jahr unterstützt. Weitere Beobachtungen sollen maßgebliche Wegweiser sein: Die H0LiCOW-Forscher wollen nun bis zu 100 weitere Quasare und ihre Verzerrungen vermessen, um die Genauigkeit ihrer Daten weiter zu erhöhen.

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Quelle: n-tv.de

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