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Die ersten Ergebnisse von DESI liefern die genaueste Messung unseres expandierenden Universums

DESI hat die bislang größte 3D-Karte unseres Universums erstellt. Die Erde befindet sich im Zentrum dieses dünnen Ausschnitts der Gesamtkarte. Im vergrößerten Ausschnitt ist die zugrunde liegende Struktur der Materie in unserem Universum gut zu erkennen. Bildnachweis: Zusammenarbeit mit Claire Lamman und DESI; Benutzerdefiniertes Farbpalettenpaket von cmastro

Das Universum dehnt sich weiterhin mit zunehmender Geschwindigkeit aus, könnte sich aber im Vergleich zu vor ein paar Milliarden Jahren in letzter Zeit verlangsamt haben, so die ersten Ergebnisse der genauesten Messung seiner Entwicklung, die am Donnerstag vorgeschlagen wurden.

Obwohl die vorläufigen Ergebnisse noch lange nicht bestätigt sind, würde eine Bestätigung das Geheimnis der Dunklen Energie noch weiter vertiefen und wahrscheinlich bedeuten, dass etwas Wichtiges in unserem Verständnis des Kosmos fehlt.

Diese Signale, die auf Veränderungen in der Geschwindigkeit unseres Universums hinweisen, wurden vom Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) entdeckt, das auf einem Teleskop am Kitt Peak National Observatory im US-Bundesstaat Arizona sitzt.

Jeder der 5.000 Glasfaserroboter des Instruments kann eine Galaxie 20 Minuten lang beobachten, was es Astronomen ermöglicht, die ihrer Meinung nach größte 3D-Karte des Universums zu zeichnen, die jemals erstellt wurde.

„Wir haben die Position von Galaxien im Raum, aber auch in der Zeit gemessen, denn je weiter sie entfernt sind, desto weiter reisen wir in der Zeit zurück in ein immer junges Universum“, erklärt Arnaud de Mattia, mitverantwortlich für die Interpretation der DESI-Daten. Team, sagte AFP.






Diese Animation zeigt, wie die akustischen Schwingungen von Baryonen als kosmisches Lineal fungieren, um die Expansion des Universums zu messen. Bildnachweis: Zusammenarbeit mit Claire Lamman/DESI und Jenny Nuss/Berkeley Lab

Nur ein Jahr nach Beginn seiner fünfjährigen Untersuchung hat DESI bereits sechs Millionen Galaxien und Quasare mithilfe von Licht kartiert, das 11 Milliarden Jahre in die Vergangenheit des Universums zurückreicht.

Die Ergebnisse wurden am Donnerstag auf Konferenzen in den Vereinigten Staaten und der Schweiz bekannt gegeben, bevor eine Reihe wissenschaftlicher Arbeiten im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics veröffentlicht wurden.

Die Mission von DESI besteht darin, Licht auf die Natur der Dunklen Energie zu werfen, einem theoretischen Phänomen, von dem angenommen wird, dass es etwa 70 % des Universums ausmacht.

Weitere 25 Prozent des Universums bestehen aus der ebenso mysteriösen dunklen Materie, während nur fünf Prozent normale Materie übrig bleibt, wie alles, was man sehen kann.

Eine unbeständige Konstante?

Seit mehr als einem Jahrhundert wissen Wissenschaftler, dass das Universum nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren begann, sich auszudehnen.

Doch Ende der 1990er Jahre stellten Astronomen schockiert fest, dass seine Ausdehnung immer schneller zunahm.

Dies war eine Überraschung, da angenommen wurde, dass die Schwerkraft sowohl der normalen als auch der dunklen Materie das Universum verlangsamt.

Aber offensichtlich sorgte irgendetwas dafür, dass sich das Universum immer schneller ausdehnte, und dieser Kraft wurde der Name „dunkle Energie“ gegeben.

Kürzlich wurde entdeckt, dass die Beschleunigung des Universums etwa sechs Milliarden Jahre nach dem Urknall deutlich zunahm.

Im Hin und Her zwischen Materie und dunkler Energie scheint letztere laut dem Flaggschiffmodell des Universums namens Lambda CDM sicherlich die Oberhand zu haben.

Nach diesem Modell wird die beschleunigte Expansion des Universums als „kosmologische Konstante“ bezeichnet, die eng mit der Dunklen Energie zusammenhängt.

DESI-Direktor Michael Levi sagte, dass die ersten Ergebnisse des Instruments bisher „grundsätzliche Übereinstimmung mit unserem besten Modell des Universums“ zeigten.

„Wir sehen aber auch potenziell interessante Unterschiede, die darauf hindeuten könnten, dass sich die Dunkle Energie im Laufe der Zeit verändert“, sagte Levi in ​​einer Erklärung.

Mit anderen Worten: Die Daten „scheinen zu zeigen, dass die kosmologische Konstante Lambda nicht wirklich eine Konstante ist“, weil dunkle Energie ein „dynamisches“ und sich änderndes Verhalten zeigen würde, sagte De Mattia.

Entschleunigung im Alter

Dies könnte darauf hindeuten, dass sich die Geschwindigkeit, mit der sich das Universum ausdehnte, „in letzter Zeit verlangsamt“ habe, nachdem es sechs Milliarden Jahre nach dem Urknall auf Hochtouren gelaufen sei, sagte DESI-Forscher Christophe Yeche.

Ob sich die Dunkle Energie tatsächlich im Laufe der Zeit ändert, sollte mithilfe weiterer Daten von DESI und anderen Instrumenten wie dem Euclid-Weltraumteleskop überprüft werden.

Wenn sich dies jedoch bestätigt, muss unser Verständnis des Universums wahrscheinlich geändert werden, um diesem seltsamen Verhalten Rechnung zu tragen.

Beispielsweise könnte die kosmologische Konstante durch eine Art Feld ersetzt werden, das mit einem noch unbekannten Teilchen verknüpft ist.

Es könnte sogar erforderlich sein, die Gleichungen von Einsteins Relativitätstheorie zu aktualisieren, „so dass sie sich auf der Skala großer Strukturen etwas anders verhalten“, sagte De Mattia.

Aber wir sind noch nicht am Ziel.

Die Geschichte der Wissenschaft sei voller Beispiele, in denen „Unstimmigkeiten dieser Art beobachtet und dann im Laufe der Zeit gelöst wurden“, betonte De Mattia.

Schließlich hat Einsteins Relativitätstheorie mehr als einem Jahrhundert wissenschaftlichem Druck und Drängen standgehalten und ist immer noch stärker als je zuvor.

© 2024 AFP

Zitat: Die beschleunigte Expansion des Universums könnte sich verlangsamen (7. April 2024), abgerufen am 7. April 2024 von https://phys.org/news/2024-04-universe-expansion.html

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By rb8jg

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