Aus einer Pressemitteilung der NASA:
Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop der NASA verwenden, haben eine alternative Theorie zur Natur der Dunklen Energie ausgeschlossen, nachdem sie die Expansionsrate des Universums mit beispielloser Genauigkeit neu berechnet haben.
Das Universum scheint sich mit zunehmender Geschwindigkeit auszudehnen. Einige glauben, das liegt daran, dass das Universum mit einer dunklen Energie gefüllt ist, die in entgegengesetzter Weise zur Schwerkraft wirkt. Eine Alternative zu dieser Hypothese ist, dass eine riesige Blase aus relativ leerem Raum von acht Milliarden Lichtjahren unsere galaktische Nachbarschaft umgibt. Wenn wir in der Nähe des Zentrums dieser Leere leben würden, wäre es eine Illusion, wenn Galaxien mit zunehmender Geschwindigkeit voneinander weggeschoben würden.
Diese Hypothese wurde ungültig gemacht, weil Astronomen ihr Verständnis der gegenwärtigen Expansionsrate des Universums verfeinert haben. Adam Riess vom Space Telescope Science Institute (STScI) und der Johns Hopkins University in Baltimore, Md., Leiteten die Forschung. Die Hubble-Beobachtungen wurden von den SHOES (Supernova H) durchgeführt0 für das Equation of State) -Team, das daran arbeitet, die Genauigkeit der Hubble-Konstante auf eine Genauigkeit zu verfeinern, die eine bessere Charakterisierung des Verhaltens der Dunklen Energie ermöglicht. Die Beobachtungen halfen dabei, einen Wert für die aktuelle Expansionsrate des Universums auf eine Unsicherheit von nur 3,3 Prozent zu ermitteln. Die neue Messung reduziert die Fehlerquote um 30 Prozent gegenüber Hubbles bisher bester Messung im Jahr 2009. Die Ergebnisse von Riess erscheinen in der Ausgabe vom 1. April des Astrophysical Journal.
"Wir verwenden die neue Kamera auf Hubble wie eine Radarpistole eines Polizisten, um die Geschwindigkeit des Universums zu erfassen", sagte Riess. "Es sieht eher so aus, als ob dunkle Energie das Gaspedal drückt."
Das Team von Riess musste zunächst genaue Entfernungen zu Galaxien in der Nähe und in der Ferne der Erde bestimmen. Das Team verglich diese Entfernungen mit der Geschwindigkeit, mit der die Galaxien offenbar aufgrund der Ausdehnung des Weltraums zurückgehen. Sie verwendeten diese beiden Werte, um die Hubble-Konstante zu berechnen, die Zahl, die die Geschwindigkeit in Beziehung setzt, mit der eine Galaxie auf ihre Entfernung von der Milchstraße zurückzutreten scheint. Da Astronomen die Entfernungen zu Galaxien nicht physikalisch messen können, mussten Forscher Sterne oder andere Objekte finden, die als zuverlässige kosmische Maßstäbe dienen. Dies sind Objekte mit einer Eigenhelligkeit, einer Helligkeit, die nicht durch die Entfernung gedimmt wurde, einer Atmosphäre oder Sternstaub, die bekannt ist. Ihre Entfernungen können daher abgeleitet werden, indem ihre wahre Helligkeit mit ihrer scheinbaren Helligkeit von der Erde aus verglichen wird.
Um größere Entfernungen zu berechnen, wählte das Team von Riess eine spezielle Klasse explodierender Sterne namens Typ 1a Supernovae. Diese Sternexplosionen flackern alle mit ähnlicher Leuchtkraft auf und sind brillant genug, um weit im Universum gesehen zu werden. Durch den Vergleich der scheinbaren Helligkeit von Supernovae vom Typ 1a und pulsierenden Cepheidsternen konnten die Astronomen ihre intrinsische Helligkeit genau messen und daher Entfernungen zu Supernovae vom Typ Ia in weit entfernten Galaxien berechnen.
Mithilfe der Schärfe der neuen Weitfeldkamera 3 (WFC3) zur Untersuchung von mehr Sternen im sichtbaren und nahen Infrarotlicht konnten die Wissenschaftler systematische Fehler beseitigen, die durch den Vergleich von Messungen mit verschiedenen Teleskopen verursacht wurden.
"WFC3 ist die beste Kamera, die jemals auf Hubble geflogen wurde, um diese Messungen durchzuführen, und verbessert die Präzision früherer Messungen in einem kleinen Bruchteil der zuvor benötigten Zeit", sagte Lucas Macri, Mitarbeiter des SHOES-Teams von Texas A & M in der College Station.
Die Kenntnis des genauen Wertes der Expansionsrate des Universums schränkt den Bereich der Stärke der Dunklen Energie weiter ein und hilft Astronomen, ihre Schätzungen anderer kosmischer Eigenschaften, einschließlich der Form des Universums und seiner Liste von Neutrinos oder geisterhaften Teilchen, die das frühe Universum füllten, zu verschärfen.
"Thomas Edison hat einmal gesagt," jeder falsche Versuch ist ein Schritt nach vorne ", und dieses Prinzip regelt immer noch, wie Wissenschaftler sich den Geheimnissen des Kosmos nähern", sagte Jon Morse, Direktor der Abteilung für Astrophysik am NASA-Hauptsitz in Washington. "Durch die Verfälschung der Blasenhypothese der beschleunigten Expansion bringen uns NASA-Missionen wie Hubble dem endgültigen Ziel näher, diese bemerkenswerte Eigenschaft unseres Universums zu verstehen."
