Die Frage nach der Ausdehnung des Universums beschäftigt Forscher:innen seit Jahrzehnten. Dass das Universum sich seit dem Urknall immer weiter ausdehnt, ist wissenschaftlicher Konsens. Unterschiedliche Ansichten gibt es aber bei der Frage, wie schnell die die Expansion voranschreitet.
Hubble-Konstante im Visier
Die sogenannte Hubble-Konstante, also der Wert der Expansionsrate des Universums, ist je nach gewählter Messmethode unterschiedlich. So kommt man bei der Messung mit kurz nach dem Urknall ausgesendetem Licht – der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung – auf eine Hubble-Konstante von 68 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec (km/s/Mpc).
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Misst man dagegen die Expansionsrate des späten, lokalen Universums, beträgt der Wert 73 km/s/Mpc. Dieser Unterschied wird Hubble-Diskrepanz genannt und stellt das Verständnis der Kosmologie und der grundlegenden Physik in Frage.
Ausdehnung des Universums
Jetzt haben Forscher:innen im Rahmen von zwei in Astronomy & Astrophysics veröffentlichten Studien die Expansion des Universums in unmittelbarer Nachbarschaft der Erde mit einer neuartigen Methode gemessen. Demnach dehnt sich das lokale Universum langsamer aus als bisher angenommen – und zwar mit 64 km/s/Mpc, wie es in einer Mitteilung des daran beteiligten Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam heißt.
Die Messungen stimmen mit den Beobachtungen des frühen Universums überein, liegen sogar noch unter dem aus der Hintergrundstrahlung abgeleiteten Wert. Zumindest ein Teil der Hubble-Kontroverse ließe sich auf die Beobachtungen und Methoden zurückzuführen, die zur Ableitung der Hubble-Konstante verwendet werden, schließen die Forscher:innen daraus.
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Konkret wurden die Beobachtungsdaten für die beiden nahegelegenen Galaxiengruppen Centaurus-A- und M81-Gruppe analysiert. Ziel war es, sowohl deren Massen als auch den Wert der Hubble-Konstante zu bestimmen.
Neuer physikalischer Ansatz
Die Forscher:innen wählten dabei einen grundlegend anderen Ansatz als den auf Sternexplosionen basierenden. Anders als diese Methode, bei der die kosmische Expansion direkt verfolgt wird, analysieren die beiden neuen Studien die Bewegung von Galaxien in Gruppen, die in das expandierende Universum eingebettet sind.
Dabei halten gravitative Anziehungskräfte die Galaxiengruppen zusammen, während die kosmische Expansion einen auseinandertreibenden Hintergrundfluss vorgibt. Im Rahmen der Untersuchung stellte sich auch heraus, dass in beiden Galaxiengruppen die Massen der leuchtkräftigsten Mitgliedsgalaxien nahezu die gesamte Masse der Gruppe ausmachen, wie die Forscher:innen erklären.
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Das hat zur Folge, dass sich die Beobachtungen beider Galaxiengruppen gut ohne zusätzliche, über die beobachteten Massen hinausreichende Dunkle Materie erklären ließen. Eine Bestandsaufnahme der rätselhaften Dunklen Materie im Universum ist auch das Ziel geplanter weiterführender Forschung.
Größeres kosmisches Volumen
Dabei wollen die Forscher:innen den neuen physikalischen Zugang zur Messung der Hubble-Konstante auf ein größeres kosmisches Volumen anwenden. Damit sollen weitere Puzzlestücke gefunden werden, die bestenfalls zur Lösung der Hubble-Diskrepanz beitragen können.
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