Kosmologie im Wandel: Die Herausforderungen des Standardmodells

Eine kritische Betrachtung der aktuellen Kontroversen in der Kosmologie

In den letzten Jahren haben eine Reihe von Kontroversen das etablierte Feld der Kosmologie erschüttert. Die Vorhersagen des Standardmodells des Universums scheinen mit einigen jüngsten Beobachtungen nicht übereinzustimmen. Es gibt hitzige Debatten darüber, ob diese Beobachtungen voreingenommen sind oder ob das kosmologische Modell, das die Struktur und Entwicklung des gesamten Universums vorhersagt, überdacht werden muss. Einige behaupten sogar, dass die Kosmologie in einer Krise steckt. Derzeit wissen wir nicht, welche Seite gewinnen wird. Doch aufregenderweise stehen wir kurz davor, dies herauszufinden.

Um fair zu sein, sind Kontroversen nur der normale Verlauf des wissenschaftlichen Prozesses. Und über viele Jahre hinweg hatte das Standard-Kosmologiemodell seinen Anteil daran. Dieses Modell legt nahe, dass das Universum zu 68,3 Prozent aus „Dunkler Energie“ (einer unbekannten Substanz, die dazu führt, dass sich die Ausdehnung des Universums beschleunigt), zu 26,8 Prozent aus Dunkler Materie (einer unbekannten Form von Materie) und zu 4,9 Prozent aus gewöhnlichen Atomen besteht.

Es erklärt äußerst erfolgreich eine Vielzahl von Daten über große und kleine Skalen des Universums. Zum Beispiel kann es Dinge wie die Verteilung von Galaxien um uns herum und die Menge an Helium und Deuterium erklären, die in den ersten Minuten des Universums entstanden sind. Vielleicht am wichtigsten ist jedoch, dass es auch perfekt die kosmische Hintergrundstrahlung erklären kann.

Dies hat dazu geführt, dass es den Ruf als „Übereinstimmungsmodell“ erlangt hat. Doch ein perfekter Sturm inkonsistenter Messungen – oder „Spannungen“, wie sie in der Kosmologie genannt werden – stellt nun die Gültigkeit dieses langjährigen Modells infrage.

Das Standardmodell trifft bestimmte Annahmen über die Natur von Dunkler Energie und Dunkler Materie. Aber trotz jahrzehntelanger intensiver Beobachtungen scheinen wir immer noch nicht näher daran zu sein herauszufinden, woraus Dunkle Materie und Dunkle Energie bestehen.

Der Lackmustest ist die sogenannte Hubble-Spannung. Diese bezieht sich auf die Hubble-Konstante, also die Expansionsrate des Universums zur gegenwärtigen Zeit. Als sie theoretisch vorhergesagt wurde, betrug ihr Wert 67,4 km/s/Mpc.

Die Hubble-Spannung wurde vor etwa einem Jahrzehnt bekannt. Damals dachte man, dass die Beobachtungen möglicherweise voreingenommen waren.

Mit dem Aufkommen des James Webb Space Teleskops (JWST), das in der Lage ist, Sterne einzeln zu trennen, hoffte man auf eine Antwort auf diese Spannung. Frustrierenderweise ist dies bisher noch nicht geschehen.

Astronomen verwenden jetzt zwei andere Arten von Sternen neben den Cepheiden (bekannt als Tip-of-the-Red-Giant-Branch-Sterne (TRGB) und J-Region-Asymptotic-Giant-Branch-Sterne (JAGB)).

Es ist wichtig anzumerken, dass obwohl diese Messungen sehr präzise sind, sie möglicherweise immer noch durch einige Effekte beeinflusst werden können, die einzigartig für jeden Typ von Messung sind.

Eine genaue aber ungenaue Messung ist wie ein Gespräch mit jemandem zu führen der ständig am Thema vorbeiredet.

Die gute Nachricht ist jedoch: Die Hubble-Spannung entwickelt sich nun rasant weiter. Vielleicht haben wir innerhalb des nächsten Jahres eine Antwort darauf.

Teile den Artikel

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert