In den letzten 30 Jahren hat das Weltraumobservatorium Wissenschaftlern geholfen, diese Beschleunigungsrate zu entdecken und zu verfeinern – sowie eine mysteriöse Falte aufzudecken, die nur brandneue Physik lösen kann.
Hubble hat mehr als 40 Galaxien beobachtet, darunter pulsierende Sterne sowie explodierende Sterne, sogenannte Supernovae, um noch größere kosmische Entfernungen zu messen. Beide Phänomene helfen Astronomen, astronomische Entfernungen wie Meilenmarkierungen zu markieren, die auf die Expansionsrate hinweisen.
Um zu verstehen, wie schnell sich unser Universum ausdehnt, machten Astronomen bereits 1998 eine unerwartete Entdeckung: „dunkle Energie“. Dieses Phänomen wirkt als mysteriöse abstoßende Kraft, die die Expansionsrate beschleunigt.
Und es gibt noch eine weitere Wendung: ein unerklärlicher Unterschied zwischen der Expansionsrate des lokalen Universums und der des fernen Universums direkt nach dem Urknall.
Wissenschaftler verstehen die Diskrepanz nicht, erkennen aber an, dass sie seltsam ist und neue Physik erfordern könnte.
„Sie erhalten das genaueste Maß für die Expansionsrate des Universums vom Goldstandard von Teleskopen und kosmischen Meilenmarkierungen“, sagte Nobelpreisträger Adam Riess vom Space Telescope Science Institute und angesehener Professor an der Johns Hopkins University in Baltimore. in einer Stellungnahme.
„Dafür wurde das Hubble-Weltraumteleskop gebaut, und zwar unter Verwendung der besten Techniken, die wir dafür kennen. Dies ist wahrscheinlich Hubbles Magnum Opus, denn es würde weitere 30 Jahre von Hubbles Leben brauchen, um diese Stichprobengröße auch nur zu verdoppeln.“
Jahrzehntelange Beobachtung
Das Teleskop wurde nach dem wegweisenden Astronomen Edwin Hubble benannt, der in den 1920er Jahren entdeckte, dass ferne Wolken im Universum tatsächlich Galaxien sind. (Er starb 1953.)
Hubble stützte sich auf die Arbeit der Astronomin Henrietta Swan Leavitt, die 1912 die Perioden der Helligkeit in pulsierenden Sternen, sogenannte Cepheid-Variablen, entdeckte. Cepheiden verhalten sich wie kosmische Meilenmarkierungen, da sie in unserer und anderen Galaxien periodisch aufhellen und verdunkeln.
Hubbles Arbeit führte zu der Enthüllung, dass unsere Galaxie eine von vielen war, die unsere Perspektive und unseren Platz im Universum für immer veränderte. Der Astronom setzte seine Arbeit fort und entdeckte, dass sich entfernte Galaxien scheinbar schnell bewegten, was darauf hindeutet, dass wir in einem expandierenden Universum leben, das mit einem Urknall begann.
Riess leitet weiterhin SHOES, kurz für Supernova, H0, für die Equation of State of Dark Energy, eine wissenschaftliche Zusammenarbeit zur Untersuchung der Expansionsrate des Universums. Sein Team veröffentlicht einen Artikel im Astrophysical Journal, der das neueste Update zur Hubble-Konstante enthält, wie die Expansionsrate bekannt ist.
Eine ungelöste Diskrepanz
Das Messen entfernter Objekte hat eine „kosmische Distanzleiter“ geschaffen, die Wissenschaftlern helfen kann, das Alter des Universums besser abzuschätzen und seine Grundlagen zu verstehen.
Mehrere Teams von Astronomen, die das Hubble-Teleskop verwenden, sind zu einem Hubble-Konstantenwert gekommen, der 73 plus oder minus 1 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec entspricht. (Ein Megaparsec sind eine Million Parsec oder 3,26 Millionen Lichtjahre.)
„Die Hubble-Konstante ist eine ganz besondere Zahl. Sie kann verwendet werden, um eine Nadel von der Vergangenheit in die Gegenwart zu fädeln, um unser Verständnis des Universums von Anfang bis Ende zu testen. Dies erforderte eine phänomenale Menge an Detailarbeit“, sagte er Licia Verde, Kosmologin an der Catalan Institution for Research and Advanced Studies und dem Institute of Cosmos Science an der Universität Barcelona, in einer Erklärung.
Aber die tatsächlich vorhergesagte Expansionsrate des Universums ist langsamer als die, die das Hubble-Teleskop beobachtet hat, laut Astronomen, die das kosmologische Standardmodell des Universums (eine Theorie, die die Komponenten des Urknalls nahelegt) und Messungen des Planck der Europäischen Weltraumorganisation verwenden Mission zwischen 2009 und 2013.
Planck, ein weiteres Weltraumobservatorium, wurde verwendet, um den kosmischen Mikrowellenhintergrund oder die übrig gebliebene Strahlung des Urknalls vor 13,8 Milliarden Jahren zu messen.
Wissenschaftler der Planck-Mission kamen zu einer Hubble-Konstante von 67,5 plus oder minus 0,5 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec.
Es stellt eine aufregende Herausforderung für Kosmologen dar, die einst entschlossen waren, die Hubble-Konstante zu messen – und sich nun fragen, welche zusätzliche Physik ihnen helfen könnte, ein neues Geheimnis über das Universum zu lüften.
„Eigentlich ist es mir egal, was der Expansionswert im Einzelnen ist, aber ich nutze ihn gerne, um etwas über das Universum zu lernen“, sagte Riess.