Es gibt aktuelle Nachrichten aus der Welt der Astronomie. Astronomen haben das bestätigt Wirklich Wir verstehen etwas nicht, was wir einfach nicht verstehen verdächtig In einer weiteren Studie verstehen wir es nicht, nachdem wir jahrelang beobachtet haben, dass sie mit den Vorhersagen der Theoretiker kollidieren. Und wir können hoffen, dass seine neuen Messungen uns helfen, ihn zu verstehen, denn zumindest wissen wir jetzt, wo wir uns geirrt haben.
Wovon rede ich? Nun, es handelt sich um etwas, das „Hubble-Spannung“ genannt wird, und es handelt sich um einen Streit zwischen beobachtenden Astronomen und theoretischen Kosmologen darüber, wer sich über die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt, irrt.
Jetzt wurden neue Beobachtungen des James Webb-Weltraumteleskops veröffentlicht, diese Woche in Das Astrophysikalische Journalstützen frühere Messungen, die davon ausgehen, dass die Expansionsrate schneller ist, als Theoretiker glauben, dass sie sein sollte.
Dies ergab ein Ergebnis von 2:1, denn Astronomen und Theoretiker haben einige Erklärungen zu geben.
Gehen wir es Schritt für Schritt an.
Im Jahr 1929 verkündete der amerikanische Astronom Edwin Hubble seine Entdeckung, dass sich im gesamten Universum verstreute Galaxien voneinander entfernen – und dass sie sich umso schneller bewegen, je weiter sie voneinander entfernt sind. Dies deutet darauf hin, dass sich das Universum mit der Ausdehnung des Raums zwischen entfernten Galaxien ausdehnt.
Die bahnbrechende Entdeckung von Hubble stellt Wissenschaftler seit jeher vor Herausforderungen, da sie versuchen, mit einem Wert, der als Hubble-Konstante bekannt ist, zu bestimmen, wie schnell diese Expansion erreicht wird.
Spulen wir zurück ins Jahr 1998, als zwei unabhängige Astronomenteams Bilder des Hubble-Weltraumteleskops nutzten, um tiefer und weiter in das Universum zu blicken, als es jemals zuvor möglich war. Überraschenderweise stellten sie fest, dass etwas sehr Seltsames geschah.
Sie fanden heraus, dass die Expansionsrate des Universums mit der Zeit zunahm. Es war, als würde man einen Baseball in die Luft werfen und feststellen, dass er nicht auf die Erde zurückfiel, sondern in den Weltraum flog.
So entstand die Vorstellung von dunkler Energie, der mysteriösen Kraft, die irgendwie die Expansion des Universums beschleunigt und möglicherweise dazu führt, dass sich der Weltraum selbst ausdehnt.
Diese paradoxen Entdeckungen veränderten das Standardmodell der Kosmologie, ein mathematisches Modell der Geschichte und Entwicklung des Universums, das die Geschichte seiner Expansion seit den Augenblicken nach dem Urknall erzählt.
Theoretiker haben die dunkle Energie ebenso wie einen weiteren mysteriösen Faktor glücklich in ihre Mathematik integriert: die dunkle Materie, ein unsichtbares und nicht nachweisbares kosmologisches Phänomen, dessen immenser Gravitationseinfluss das Universum durchdringt.
Es war eine schöne neue Theorie. Aber Mathematik und Beobachtungen des Universums würden nicht zusammenwirken.
Das Standardmodell sagt voraus, dass sich das moderne Universum mit einer Geschwindigkeit von ausdehnen sollte 67,4 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec (km/s/Mpc)wo ein Megaparsec eine satte Distanz von 3,26 Millionen Lichtjahren zurücklegt.
Doch Modelle sind nur so gut wie die Tafeln, auf denen sie geschrieben sind.
Das Hubble-Teleskop hat die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnt, durch Beobachtung relativ naher Galaxien genau gemessen und 2018 eine höhere Geschwindigkeit von 72,8 km/s/Mpc ermittelt.
Ich kann mir nur vorstellen, dass dies zu seltsamen Begegnungen in den Gemeinschaftsräumen der physikalischen Fakultäten der Universitäten auf der ganzen Welt führte, während Theoretiker und Astronomen verzweifelt so taten, als wären diese wenigen Megaparsecs keine große Sache. Wie gesagt – „Hubble-Spannung“.
Im Jahr 2023 Beobachtungen vom James Webb-Weltraumteleskop schien die Ergebnisse des Hubble-Weltraumteleskops zu stützen. Dann, im Februar 2024, das gleiche Team aktualisiert Erweitern Sie Ihre Forschung mit noch mehr Daten, um Ihre ersten Erkenntnisse zu untermauern. Mit anderen Worten, die Spannung hielt an.
Die jüngste Studie, die die bisher größte Stichprobe von Webb-Beobachtungen und drei verschiedene Methoden zur Überprüfung der Hubble-Teleskopdaten verwendet, kommt zu einem sehr ähnlichen Wert von 72,6 km/s/Mpc.
Die Entdeckungen der beiden Weltraumteleskope bestärken die Annahme, dass es über den Messfehler hinaus etwas gibt, das die Expansionsrate des Universums beeinflusst – und dass unser theoretisches Verständnis des Universums unvollständig ist.
Das sind sowohl für Theoretiker als auch für Astronomen gute Nachrichten. Astronomen haben Recht, und das ist gut so. Theoretiker sind auf der Suche nach einem der heiligen Grale der Wissenschaft: der neuen Physik, was in etwa so viel bedeutet wie „Reinigung der Tafel – das Spiel ist eröffnet!“ Sie wissen, dass ihre alten Berechnungen falsch waren, was bedeutet, dass es etwas Neues zu entdecken gibt.
So funktioniert Grundlagenwissenschaft oft. Theoretiker und Experimentatoren gehen hin und her, um die ultimative Wahrheit zu finden.
Das scheint sehr weit vom Alltag entfernt zu sein – und obwohl es keinen Einfluss darauf hat, wie viel Steuern Sie dieses Jahr zahlen, versucht es doch, die grundlegende Frage zu beantworten, wie wir hierher gekommen sind. Und wenn wir die fundamentalen Kräfte untersuchen, die das Universum als Ganzes formen, machen wir manchmal neue Entdeckungen, die überraschende Auswirkungen auf die Zukunft haben könnten.
