Seit mehr als einem Jahrhundert wissen Astronomen, dass sich das Universum seit dem Urknall ausdehnt. In den ersten 8 Milliarden Jahren war die Expansionsrate relativ konstant, da sie durch die Schwerkraft zurückgehalten wurde. Vor etwa 5 Milliarden Jahren begann es jedoch zu wachsen. Dies führte zur Entstehung der Theorie der dunklen Energie oder der Idee, dass sich die Stärke der Schwerkraft im Laufe der Zeit ändern könnte. Eine neue Studie widerlegt diese Vorstellung – die Schwerkraft bleibt konstant.
Die internationale Kollaboration Dark Energy Survey (DES), die die Dynamik der Expansion des Universums untersucht, präsentierte auf der International Conference on Particle Physics and Cosmology COSMO'22 in Rio de Janeiro einen Artikel mit den Ergebnissen einer dreijährigen Studie dunkle Energie. Darin kommen die Autoren zu dem Schluss, dass die Natur der Schwerkraft in der Geschichte des Universums unverändert geblieben ist, sagt Universe Today.
Die Allgemeine Relativitätstheorie, die Albert Einstein 1915 fertigstellte, beschreibt, wie sich die Krümmung der Raumzeit in Gegenwart der Schwerkraft ändert. In etwas mehr als hundert Jahren hat diese Theorie fast alles im Universum genau vorhergesagt, von der Umlaufbahn des Merkur und Gravitationslinsen bis hin zur Existenz von Schwarzen Löchern. Aber zwischen den 1960er und 1990er Jahren wurden zwei Abweichungen entdeckt, die Astronomen dazu brachten, die Gültigkeit von GR in Frage zu stellen.
Erstens stimmen die Gravitationseffekte massiver Strukturen auf der Ebene von Galaxien und ihren Haufen nicht mit ihrer beobachteten Masse überein. Daraus entstand die Hypothese, dass der Kosmos mit einer unsichtbaren Masse gefüllt ist, die mit „normaler“ (sichtbarer) Materie wechselwirkt. Zweitens führte die beobachtete Expansion des Universums zu der Theorie der Dunklen Energie und dem kosmologischen Modell Lambda-CDM.
Es gibt eine andere Antwort - GR muss überarbeitet werden. Um zu verstehen, ob dem so ist, beobachteten DES-Spezialisten 5 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernte Galaxien von einem Observatorium in Chile aus. Sie hofften festzustellen, ob sich die Schwerkraft während dieser Zeit verändert hatte. Besonderes Augenmerk legten sie auf Bilder mit kleinsten Abweichungen durch die Wirkung von Gravitationslinsen. Als die ersten Bilder des Webb-Teleskops auftauchten, analysierten Wissenschaftler sie ebenfalls und konnten daraus auf die Stärke der Schwerkraft schließen, wie stark Gravitationslinsen die Raumzeit verzerren.
Die Zusammenarbeit hat die Form von mehr als hundert Galaxien gemessen, und alle Beobachtungen stimmen mit GR-Vorhersagen überein. Einsteins Theorie funktioniert, aber das Geheimnis der dunklen Energie bleibt ungelöst.
Die kolossalen Regionen fast vollständiger Leere, aus denen der Weltraum hauptsächlich besteht, können nicht nur als Versuchsfeld für die Untersuchung der beschleunigten Expansion des Universums dienen, sondern auch dieses Phänomen verursachen. Diese Hypothese wird von Wissenschaftlern aus dem Iran vorgeschlagen. Vielleicht, so argumentieren sie, ist dunkle Energie keine exotische Kraft oder ein Prozess, sondern einfach ein Nebenprodukt der normalen Evolution der Leere.
2022-08-30 16:17:02
Autor: Vitalii Babkin