James-Webb bestätigt das kosmologische Problem der „Hubble-Spannung“

Das Hubble-Spannungsproblem ist sehr schädlich. Für einige ist dies eine große Krise in der Kosmologie, die, wie wir uns erinnern, die Wissenschaft ist, die die Struktur, den Ursprung und die Entwicklung des Universums als Ganzes untersucht. Für andere mag es nicht einmal ein Rätsel sein, aber nur wenige Kosmologen, die sich auf dieses Thema spezialisiert haben, glauben das.

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Um es vollständig zu verstehen, müssen wir uns daran erinnern, dass wir dank der Studien und Beobachtungen von Edwin Hubble und Georges Lemaître wissen, dass sich das Universum ausdehnt. Es wächst jede Sekunde und in alle Richtungen, wie ein Luftballon, der aufgeblasen wird oder ein Rosinenkuchen, der gebacken wird. Wir haben dieses Phänomen schon vor 100 Jahren bemerkt, als wir die Geschwindigkeiten entfernter Galaxien gemessen haben: Im Durchschnitt bewegen sie sich alle von uns weg, wie die Weintrauben im Kuchen im Teig, der sich im Ofen ausdehnt!

Das Universum „bläst sich auf“, aber bis zu einem gewissen Punkt!

Davon handeln. Doch ein Problem trat auf, als der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Physiker Adam Riess und sein Team beschlossen, zwei – robuste – unterschiedliche Beobachtungsmethoden zu verwenden, um diese Expansionsrate des Universums zu messen. Und dort zeigte sich leider eine, wenn auch geringfügige, Meinungsverschiedenheit, aber eine Meinungsverschiedenheit zwischen den Maßnahmen. Einerseits maß das Team die Ausdehnung, indem es bestimmte entfernte Sterne untersuchte, deren absolute Leuchtkraft gut bekannt ist, was es ermöglicht, ihre Entfernung von uns zu berechnen. Andererseits wurden winzige Variationen im kosmischen Mikrowellenhintergrund analysiert, diesem ersten Licht des Universums, das 380.000 Jahre nach dem Urknall emittiert wurde.

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Seltsamerweise unterschieden sich diese beiden Messungen um mehr als 10 %. Das Universum schien daher zwei unterschiedliche Dinge über sich selbst zu sagen, wenn ihm in verschiedenen Altersstufen dieselbe Frage gestellt wurde. Viele waren der Meinung, dass diese Messungen nicht präzise genug seien, um Menschen dazu zu bringen, sich die Haare auszureißen. Deshalb hat das Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2019 den Weltraum und seine Ecken und Winkel so genau wie möglich abgetastet. Und da musste fast jeder das Problem eingestehen: Der Unterschied von 10 % bleibt bestehen, und in der Astrophysik sind 10 % viel. So entstand der Begriff „Hubble-Spannung“, der sogar unser kosmologisches Standardmodell in Frage stellte. Dennoch gab es damals dank des zukünftigen James-Webb-Teleskops, das präziser als Hubble war, noch Hoffnung auf Harmonie.

Die Spannung steigt, James-Webb bringt den Punkt auf den Punkt

Und wieder ins Wanken geraten. Während man hoffte, die Kluft zwischen den beiden Expansionsmaßnahmen verringern zu können, geschah genau das Gegenteil. Hier sind die Zahlen … Für Hubble und James-Webb wächst das Universum mit 74 km pro Sekunde pro Megaparsec (astronomische Entfernungseinheit, die etwa 3 Millionen Lichtjahren entspricht). Und wenn Wissenschaftler den kosmischen Mikrowellenhintergrund untersuchen, beträgt die Ausdehnung dann „nur“ 67 km pro Sekunde und Megaparsec.

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Welchen kleinen Unterschied könnte man sagen, wenn andere, „bodenständigere“ Probleme Sie am Schlafen hindern? Für Kosmologen ist das riesig! Vor allem verstehen sie nicht, woher diese 10 % kommen. Es gibt natürlich Hypothesen, insbesondere in Bezug auf die Art der dunklen Energie, die für die Expansion verantwortlich gemacht wird, aber im Moment gibt es keine schlüssigen Hypothesen.

Erinnern wir uns daran, dass sich ein anderes Weltraumteleskop mit diesem riesigen Rätsel befasst, und dass es europäisch ist. Dies ist Euklid, der für das Fotografieren von Galaxien verantwortlich ist, in der Hoffnung, die beiden Rätsel Dunkle Materie und Dunkle Energie besser zu verstehen.

Seien Sie froh, kein Astrophysiker oder Kosmologe zu sein, denn die „Hubble-Spannung“ wird Ihnen wahrscheinlich nicht Ihr Festessen zum Jahresende verderben!

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