Hubble identifiziert ungewöhnliche Falten in der Expansionsrate des Universums

In den letzten 30 Jahren hat das Weltraumobservatorium Wissenschaftlern geholfen, diese Beschleunigungsrate zu entdecken und zu verfeinern – und mysteriöse Falten aufzudecken, die nur neue Physik lösen kann.

Hubble hat mehr als 40 Galaxien entdeckt, die Pulsare sowie explodierende Sterne, sogenannte Supernovae, enthalten, um größere kosmische Entfernungen zu messen. Diese beiden Phänomene helfen Astronomen, astronomische Entfernungen als Meilenmarkierungen zu bestimmen, die die Expansionsrate anzeigen.

Auf ihrer Suche nach dem Verständnis, wie schnell sich unser Universum ausdehnt, machten Astronomen bereits 1998 eine unerwartete Entdeckung: „dunkle Energie“. Dieses Phänomen wirkt als mysteriöse treibende Kraft, die die Expansionsrate beschleunigt.

Und es gibt noch eine weitere Entwicklung: einen ungeklärten Unterschied zwischen der Expansionsrate des lokalen Universums und der Expansionsrate des fernen Universums unmittelbar nach dem Urknall.

Wissenschaftler verstehen das Paradoxon nicht, aber sie geben zu, dass es seltsam ist und neue Physik erfordern könnte.

“Sie erhalten das genaueste Maß für die Expansionsrate des Universums vom Goldstandard für Teleskope und kosmische Neigungsmarker”, sagte Adam Rees, Nobelpreisträger am Space Telescope Science Institute und Distinguished Professor an der Johns Hopkins University in Baltimore. in der aktuellen Situation.

„Dafür wurde das Hubble-Weltraumteleskop mit der besten uns bekannten Technologie gebaut. Das ist wahrscheinlich das Hubble Magnum, denn es würde weitere 30 Jahre von Hubbles Leben brauchen, um die Größe dieser Probe zu verdoppeln.“

Jahrzehntelange Überwachung

Das Teleskop ist nach dem wegweisenden Astronomen Edwin Hubble benannt, der in den 1920er Jahren entdeckte, dass ferne Wolken im Universum tatsächlich Galaxien waren. (gestorben 1953).

Hubble stützte sich auf die Arbeit der Astronomin Henrietta Swan-Levitt aus dem Jahr 1912, um Helligkeitsperioden in Pulsaren zu entdecken, die Cepheiden-Variablen genannt werden. Cepheiden wirken wie kosmische Neigungsmarker, weil sie innerhalb unserer Galaxie und darüber hinaus periodisch aufleuchten 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 veränderten. Der Astronom setzte seine Arbeit fort und entdeckte, dass sich entfernte Galaxien scheinbar schnell bewegen, was darauf hindeutet, dass wir in einem expandierenden Universum leben, das mit dem Urknall begann.

Die Entdeckung der Expansionsrate des Universums trug dazu bei, den Nobelpreis für Physik 2011 zu gewinnen, der Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt und Riess „für die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums durch Beobachtung entfernter Supernovae“ verliehen wurde.

Reiss leitet weiterhin SHOES, kurz für Supernova, H0, für die Dunkelenergie-Zustandsgleichung, eine wissenschaftliche Zusammenarbeit, die die Expansionsrate des Universums untersucht. Sein Team veröffentlicht einen Artikel im Astrophysical Journal, der das neueste Update zur Hubble-Konstante enthält, da die Expansionsrate bekannt ist.

Ungelöster Widerspruch

Die Messung entfernter Objekte hat eine „kosmische Distanzleiter“ geschaffen, die Wissenschaftlern helfen könnte, das Alter des Universums besser abzuschätzen und seine Grundlagen zu verstehen.

Mehrere Teams von Astronomen, die das Hubble-Teleskop verwenden, sind zu einer Hubble-Konstante von 73 plus oder minus 1 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec gekommen. (Ein Parsec hat eine Fläche von 1 Million Parsec oder 3,26 Millionen Lichtjahre.)

„Hubbles Konstante ist eine ganz besondere Zahl”, sagte er. „Sie kann verwendet werden, um eine Nadel von der Vergangenheit in die Gegenwart zu fädeln, um ein umfassendes Verständnis unseres Universums zu testen. Dies erforderte eine enorme Menge an Detailarbeit.” Lecia Verdi, Kosmologin am Katalanischen Institut für Forschung und Höhere Studien und am Institut für Kosmologie der Universität Barcelona, ​​sagte in einer Erklärung.

Hubble spioniert einen seltenen Riesenstern aus, der gegen die Selbstzerstörung kämpft

Aber die erwartete tatsächliche Expansionsrate des Universums ist langsamer als vom Hubble-Teleskop beobachtet, so Astronomen, die das kosmologische Standardmodell des Universums (eine Theorie, die sich auf die Komponenten des Urknalls bezieht) und Messungen der Europäischen Weltraumorganisation verwenden Planck. Auftrag zwischen 2009 und 2013.

Das Planck-Observatorium, ein weiteres Weltraumobservatorium, wurde verwendet, um den kosmischen Mikrowellenhintergrund oder die Reststrahlung des Urknalls vor 13,8 Milliarden Jahren zu messen.

Planck-Wissenschaftler haben die Hubble-Konstante von 67,5 plus oder minus 0,5 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec erreicht.

Das im Dezember gestartete James-Webb-Weltraumteleskop wird in der Lage sein, Hubbles Neigungsmarkierungen mit größerer Genauigkeit und aus größerer Entfernung zu beobachten, was zum Verständnis der Diskrepanz zwischen den beiden Zahlen beitragen könnte.

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 Rätsel über das Universum zu lösen.

„Eigentlich ist es mir egal, was der Skalierungswert im Einzelnen ist, aber ich nutze ihn gerne, um das Universum kennenzulernen“, sagte Reese.

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