Das Universum dehnt sich schneller aus als gedacht

Neue Berechnung der Hubble-Konstante: 73,23 (km / s) / Mpc

Als der Astrophysiker Edwin Hubble vor fast hundert Jahren feststellte, dass sich das Universum gleichmäßig in alle Richtungen ausdehnt, war diese Entdeckung eine echte Überraschung. Dann, Mitte der neunziger Jahre, tauchte eine weitere unerwartete Sache auf: Es stellt sich heraus, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt, dh mit Beschleunigung. Der Grund dafür wurde als abstoßende Eigenschaft einer Substanz angesehen, die als "Dunkle Energie" bezeichnet wird.

Mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA haben Astrophysiker der NASA nun festgestellt, dass sich das Universum schneller ausdehnt als erwartet . Wie diese Entdeckung zu interpretieren ist, ist noch unklar, aber die Hubble-Konstante muss überprüft werden.

„Diese unerwartete Entdeckung könnte ein wichtiger Hinweis auf die Tatsache, dass es 95% der Masse des Universums darstellt, die nicht Licht emittiert, einschließlich dunkle Energie, dunkle Materie und dunkle Strahlung ( dunkle Strahlung )», - sagte der Hauptautor und Nobel - Studie Preisträger Adam Riess vom Space Telescope Space Research Institute und der Johns Hopkins University.

Die sogenannte "dunkle Strahlung", von der der Nobelpreisträger spricht, ist wahrscheinlich eine der hypothetischen Formen der dunklen Energie.

Wissenschaftler bieten verschiedene Erklärungen für das, was passiert. Vielleicht drückt dunkle Energie Galaxien stärker als erwartet. Oder der frühe Raum kann eine neue Art von Elementarteilchen enthalten, die als dunkle Strahlung bezeichnet wird. In der Expansionsformel des Universums nach dem Urknall sollten Sie also mehr Energie aus dunkler Strahlung hinzufügen.

Die dritte Option ist, dass dunkle Materie, die unsichtbare Form der Materie, die den größten Teil der Masse unseres Universums ausmacht, einige seltsame, unerwartete Eigenschaften aufweist. Am Ende kann Einsteins Gravitationstheorie unvollständig sein.

Adam Riess und Kollegen entwickelten 2005 eine neue Technik zur Schätzung der Expansionsrate des Universums. Dank innovativer Technologie können Sie die Entfernung zu entfernten Galaxien besser bestimmen.



Die Methode besteht aus drei Schritten, die im Diagramm dargestellt sind. Es geht um die Suche nach Galaxien mit Supernovae vom Typ Ia und Cepheid-Sternen. Cipheiden pulsieren in exakter Abhängigkeit von ihrer instinktiven Leuchtkraft, die für eine genaue Abschätzung der Entfernung mit ihrer scheinbaren Leuchtkraft verglichen werden kann. Supernovae vom Typ Ia wiederum entstehen durch Explosionen weißer Zwerge und sind hell genug, um aus relativ großer Entfernung beobachtet zu werden.

Zehn Jahre lang haben Wissenschaftler ungefähr 2400 Cepheiden in 19 Galaxien gemessen, ihre scheinbare Helligkeit geschätzt, die wahre Helligkeit genau gemessen und die Entfernung zu ungefähr 300 Supernovae vom Typ Ia in entfernten Galaxien berechnet.

Bisher war die zuverlässigste Schätzung der Hubble-Konstante 67,80 ± 0,77 (km / s) / Mpc, dh in der Neuzeit fliegen zwei Galaxien, die durch eine Entfernung von 1 Megaparsec voneinander getrennt sind, durchschnittlich mit einer Geschwindigkeit von ~ 68 km / s.

Neueren Messungen zufolge beträgt die Hubble-Konstante 73,2 (km / s) / Mpc, dh zwei Galaxien, die durch eine Entfernung von 1 Megaparsec voneinander getrennt sind, fliegen durchschnittlich mit einer Geschwindigkeit von ~ 73 km / s.

Das vorgeschlagene Verfahren ist genauer als frühere Verfahren: Die Expansionsrate wird mit einem Fehler von 2,4% bestimmt. Aber auch mit diesem Fehler ist die neue Hubble-Konstante deutlich größer als die alte.

Die Ergebnisse einer zehnjährigen Studie werden in der nächsten Ausgabe des Astrophysical Journal veröffentlicht .

Die Berechnung des wahren Werts der Hubble-Konstante ist keine leichte Aufgabe. Beispielsweise ergab die Analyse des Nachglühens des Urknalls durch die Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) und Beobachtungen durch die Planck-Satellitenmission der Europäischen Weltraumorganisation entgegengesetzte Ergebnisse: Gemäß der vorhergesagten Flugbahn sollte die Expansionsrate des Universums nun 5% und 9% niedriger sein als die erhaltene Hubble-Konstantenwert.

Weitere Forschungen werden dazu beitragen, die Geschwindigkeit der Entfernung von Galaxien in verschiedenen Zeiträumen genauer zu klären und zu messen.

"Wir wissen so wenig über die dunklen Teile des Universums, dass es sehr wichtig ist zu messen, wie sehr sie im Laufe der kosmischen Geschichte angezogen und abgestoßen wurden", sagte Lucas Macri, einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit.

Vor dem Start des Hubble-Teleskops unterschieden sich die Schätzungen der Expansionsrate des Universums um zwei Größenordnungen. Messungen Ende der neunziger Jahre trugen dazu bei, den Fehler um 10% zu reduzieren. Jetzt arbeiten Wissenschaftler der Gruppe Supernova H0 für die Zustandsgleichung (SH0ES) an neuen Berechnungsmethoden, mit denen der Fehler auf 1% reduziert werden kann.

Source: https://habr.com/ru/post/de394691/