Ein internationales Forschungsteam hat eine Datenbank mit mehr als 1.000 Supernova-Explosionen analysiert und festgestellt, dass die Modelle zur Expansion des Universums am besten mit den Daten übereinstimmen, wenn eine neue zeitabhängige Variante eingeführt wird. Wenn sich das mit zukünftigen, qualitativ hochwertigeren Daten des Subaru-Teleskops und anderer Observatorien als korrekt erweist, könnten diese Ergebnisse auf noch unbekannte physikalische Vorgänge im kosmischen Maßstab hindeuten.
Edwin Hubbles Beobachtungen der Expansion des Universums vor über 90 Jahren bleiben ein Eckpfeiler der modernen Astrophysik. Aber wenn man detailliert berechnet, wie schnell das Universum in verschiedenen Epochen expandierte, haben Wissenschaftler Probleme damit, die theoretischen Modelle und die Beobachtungen in Einklang zu bringen.
Um dieses Problem zu lösen, analysierte ein Team unter Leitung von Maria Dainotti einen Katalog mit 1.048 Supernovae, die in verschiedenen Zeitepochen des Universums explodierten. Das Team stellte fest, dass die theoretischen Modelle in Einklang mit den Beobachtungen gebracht werden können, wenn einer der in den Gleichungen verwendeten Konstanten (der sogenannten Hubble-Konstante) erlaubt wird, sich im Laufe der Zeit zu ändern. Dainotti ist Assistenzprofessorin am National Astronomical Observatory of Japan und der Graduate University for Advanced Studies SOKENDAI in Japan, sowie Mitarbeiterin am Space Science Institute in den USA.
Es gibt mehrere mögliche Erklärungen für diese scheinbare Veränderung der Hubble-Konstanten. Eine wahrscheinliche aber langweilige Möglichkeit besagt, dass in dem Datenbestand fehlerbehaftete Daten vorkommen. Um potenzielle Verfälschungen der Datengrundlage zu korrigieren, nutzen Astronomen die Hyper Suprime-Cam des Subaru-Teleskops zur Beobachtung schwächerer Supernovae in einem größeren Bereich. Die Daten dieses Instruments werden die Stichprobe beobachteter Supernovae im frühen Universum ergänzen und die Unsicherheit in den Daten reduzieren.
Aber wenn die aktuellen Ergebnisse nach weiteren Untersuchungen bestehen bleiben und wenn sich die Hubble-Konstante tatsächlich ändert, dann wirft es die Frage auf, was die Veränderung antreibt. Die Beantwortung der Frage könnte eine neue oder zumindest modifizierte Art der Astrophysik erfordern.
Diese Ergebnisse wurden unter dem Titel „On the Hubble Constant Tension in the SNe Ia Pantheon Sample“ am 17. Mai 2021 im Astrophysical Journal veröffentlicht.
(THK)
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