Mit unserem Verständnis des Universums stimmt etwas nicht, und wie das James Webb Space Telescope (JWST) bestätigt hat, scheint es sich dabei nicht um einen Beobachtungsfehler zu handeln.

Eines der größten Rätsel der Kosmologie ist die Hubble-Spannung, das Rätsel, dass die Expansion des Universums, die wir heute beobachten, nicht unseren Vorstellungen entspricht. Er sollte Es stammt aus der Betrachtung des frühen Universums.

Anhand von Beobachtungen des frühen Universums und unter Anwendung unseres Verständnisses über das Verhalten des Weltraums können Astronomen den Expansionswert berechnen, den wir in der Neuzeit erwarten.

Sie können die Ausdehnung des Stroms auch direkt mithilfe von „Standardkerzen“ messen, Objekten, deren bekannte Eigenhelligkeit es uns ermöglicht, den Abstand zwischen ihnen zu berechnen.

Wenn wir jedoch die Expansionswerte des frühen und späten Universums vergleichen, stellen wir fest, dass die beiden sehr unterschiedlich sind.

Es wurde angenommen, dass Beobachtungsfehler die Ergebnisse verzerren könnten.

Das Hubble-Weltraumteleskop hat 30 Jahre damit verbracht, Rekordkerzen zu beobachten, aber die Auflösung des Teleskops führt dazu, dass nahegelegene Sterne die Beobachtungen oft stören, während kosmischer Staub die Ergebnisse verfälscht.

Die Infrarotaugen von JWST sehen durch diesen Staub und ihre hohe Auflösung bedeutet, dass die Kerzen viel klarer sind.

Eine frühere JWST-Studie aus dem Jahr 2023 bestätigte, dass Hubbles Messungen von Standardkerzen, die als Typ-Ia-Supernovae bekannt sind, korrekt waren.

Diese neue Studie hat nun Ergebnisse bestätigt, die Hubble mit veränderlichen Cepheidensternen (wie dem in NGC 5468 oben) erzielt hat, bei denen es sich um Standardkerzen handelt, die für Messungen näher an der Erde verwendet werden.

„Wir haben jetzt das gesamte Spektrum dessen abgedeckt, was Hubble beobachtet hat, und wir können Messfehler als Ursache für Hubble-Jitter mit sehr hoher Sicherheit ausschließen“, sagt Adam Rees von der Johns Hopkins University in Baltimore, der die Studie leitete.

„Was bleibt, ist die reale und aufregende Möglichkeit, dass wir das Universum falsch verstanden haben. Wir müssen herausfinden, ob uns etwas darüber entgeht, wie der Anfang des Universums und die Gegenwart zusammenhängen.“

Warum ist der Hubble-Tensor so wichtig?

„Hubbles Zittern bereitet keineswegs Kopfschmerzen, sondern ist aufregend“, sagt Chris Lintott von The Sky at Night.

„Die Meinungsverschiedenheit über etwas so Grundlegendes wie die Geschwindigkeit der Expansion gibt Anlass zur Hoffnung, dass große Fortschritte bei diesem Problem unmittelbar bevorstehen.

„Vielleicht ja. Aber die Tatsache, dass wir es eine ‚Belastung‘ nennen – kein Argument oder ein massives Problem oder eine Peinlichkeit – spiegelt wider, dass es schwierig ist, lokale Messungen mit dem frühen Universum zu vergleichen.“

„Die Geschichte zeigt, dass Astronomen, die die Expansion messen, normalerweise zu zuversichtlich waren, wenn es noch einmal passieren würde, gäbe es möglicherweise überhaupt keine Spannung.“

„Bis jemand unsere Fehler bemängelt, können wir weiter von einer neuen Physik träumen.“

Dieser Artikel erschien in der Mai-Ausgabe 2024 des BBC Sky at Night-Magazins.