Hubble-Konstante

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Date: 10.06.2016
Neue Zürcher Zeitung
8021 Zürich
044/ 258 11 11
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Genre de média: Médias imprimés
Type de média: Presse journ./hebd.
Tirage: 110'854
Parution: 6x/semaine
N° de thème: 377.116
N° d'abonnement: 1094772
Page: 62
Surface: 77'947 mm²
Seilziehen um die
Hubble-Konstante
Astronomen sind uneins darüber, wie schnell
sich das Universum ausdehnt. Ein Grund, an
unserem Weltmodell zu zweifeln, ist das aber
noch nicht. VON CHRISTIAN SPEICHER
Pulsierende Sterne in der Spiralgalaxie UGC 9391 helfen dabei, die Expansionsrate des Universums zu messen.
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Rüdigerstrasse 15, case postale, 8027 Zurich
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NASA
ESA
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verlässiges Entfernungsmass. Der Vergleich von Cepheiden und Supernovae
in den gleichen Galaxien erlaubte es den
Forschern, den Supernova-Massstab
präzise an den Cepheiden-Massstab anepische Diskussionen über widersprüch- zubinden.
Eine andere Methode, die Hubbleliche Messergebnisse, die teilweise grosse Fehlermargen aufwiesen. Inzwischen Konstante zu messen, setzt gewissergibt es genauere Messungen. Doch ein massen am anderen Ende der Zeitskala
Ende der Debatte ist nicht abzusehen. an, nämlich 370 000 Jahre nach dem UrEine neue Untersuchung mit dem Hub- knall. Damals wurde die kosmische Hinble-Weltraumteleskop lässt eher das tergrundstrahlung freigesetzt. Vermisst
Gegenteil vermuten. Die Gruppe um man die winzigen Temperaturschwanden Nobelpreisträger Adam Riess von kungen dieser Strahlung und kombiniert
der Johns Hopkins University hat ermit- das Ergebnis mit dem Standardmodell
telt, dass sich das lokale Universum um der Kosmologie, ergibt sich ebenfalls ein
dass die Dunkle Energie eine kosmologische Konstante ist. Wie die Forscher
5 bis 9 Prozent schneller ausdehnt, als es Wert für die Hubble-Konstante. Im
Messungen der kosmischen Hinter- Idealfall sollte dieser mit dem Ergebnis
Suche nach Fehlerquellen
Kein kosmologischer Parameter birgt
derartigen Zündstoff wie die HubbleKonstante. Dieser Parameter gibt an,
wie schnell sich das Universum heute
ausdehnt. In der Vergangenheit gab es
zeigen, würde eine zeitlich veränderliche Dunkle Energie die Diskrepanz
zwischen den Messungen zumindest
verkleinern.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass es im frühen Universum bisher
unbekannte Teilchensorten gegeben haben könnte, die sich wie die Neutrinos
annähernd mit Lichtgeschwindigkeit be-
wegten. Erweitert man das Standardmodell der Kosmologie um solche Teil-
chen, liesse sich die Diskrepanz sogar
ganz zum Verschwinden bringen.
grundstrahlung vermuten lassen. Die von Messungen im lokalen Universum Momentan möchte Riess diese GedanDiskrepanz ist damit weitaus grösser als übereinstimmen.
kenspielereien allerdings nicht überdie Fehlermarge der Messung, die nur
bewerten. Wahrscheinlicher sei es, dass
bei 2,4 Prozent liegt.
die Diskrepanz zwischen den kosmologischen und den lokalen Messungen der
Schon in der Vergangenheit gab es aller- Hubble-Konstante auf bisher unbedings Unstimmigkeiten. Tendenziell lie- kannte systematische Messfehler zuferten die auf der kosmischen Hinter- rückzuführen sei. Im Verdacht hat Riess
grundstrahlung beruhenden Messungen vor allem die Messung, die mit dem
kleinere Werte für die Hubble-Kon- europäischen Planck-Satelliten gemacht
stante als lokale Messungen. Bei den wurde. Denn die weicht besonders stark
recht grossen Fehlermargen lag die Dis- von dem lokal ermittelten Wert ab. Es
krepanz allerdings noch im Bereich des gebe Hinweise darauf, dass die PlanckVertretbaren. Mit der überaus genauen Analyse der kosmischen HinterMessung von Riess und seinen Mitarbei- grundstrahlung auf kleinen und auf
tern hat sich die Situation verschärft. grossen Skalen gewisse UnstimmigkeiDie Diskrepanz ist nun dreimal so gross ten aufweise.
Verschärfte Unstimmigkeit
Eichung von Standardkerzen
Grundsätzlich gibt es mehrere Möglich-
keiten, die Hubble-Konstante zu messen. Die klassische Methode geht auf
den amerikanischen Astronomen Ed-
win Hubble zurück. Indem man unabhängig voneinander die Entfernung
und (über die sogenannte Rotverschiebung) die Fluchtgeschwindigkeit von
Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft bestimmt, lässt sich die Rate
berechnen, mit der sich das Universum
heute ausdehnt.
Der Knackpunkt bei dieser Methode
ist die genaue Entfernungsbestimmung.
Oft verwenden Astronomen hierzu Su-
wie die Fehlermarge. Das könnte auf
Martin Kunz von der Universität
Schwächen des kosmologischen Stan- Genf, ein Mitglied der Planck-Arbeitsdardmodells hindeuten. Dieses Modell gruppe, sieht das etwas anders. Bis jetzt
beschreibt, wie sich das Universum seit gebe es keinen Grund, an der Konsis-
dem Urknall entwickelt hat. Es ist damit tenz der Planck-Daten zu zweifeln. Das
pernovae vom Typ Ia. Diese Sternexplo- gewissermassen das Bindeglied zwi- Problem sieht er eher aufseiten der
sionen sind weitherum sichtbar und er- schen dem Gestern und dem Heute.
lokalen Messungen. Der lokal ermittelte
In ihrer Arbeit zieht die Gruppe um
reichen immer annähernd die gleiche
Leuchtkraft. Ihre scheinbare Helligkeit Riess verschiedene Möglichkeiten in
verrät also, wie weit ihre Muttergalaxie Betracht. So wird zum Beispiel diskuvon uns entfernt ist. Die Gruppe von tiert, ob sich die Dunkle Energie mit der
Riess verwendete besondere Mühe dar- Zeit verändert haben könnte. Diese ge-
Wert für die Hubble-Konstante hänge
diese pulsierenden Sterne ein sehr zu-
behauptete Genauigkeit besitzt. Es sei
relativ stark davon ab, an welchen astro-
nomischen Objekten man die Cepheiden-Entfernungsskala verankere. Auch
die verwendete statistische Methode beauf, diese «Standardkerzen» zu kalibrie- heimnisvolle Energieform unbekannten einflusse die Messgenauigkeit.
ren. Dazu analysierten sie 19 nahe ge- Ursprungs wirkt der Anziehungskraft
Auch Ruth Durrer von der Universilegene Galaxien, in denen neben Super- der Materie entgegen und beschleunigt tät Genf, die nicht zur Planck-Arbeitsnovae auch sogenannte Cepheiden zu deshalb die Expansion des Universums. gruppe gehört, ist nicht überzeugt
finden sind. Für kurze Abstände sind Im Standardmodell wird angenommen, davon, dass die Messung von Riess die
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bekannt, dass die Geschwindigkeiten
der Galaxien schwankten. Diesen Unsicherheitsfaktor habe die Gruppe von
Riess
nur
teilweise
berücksichtigt.
Grundsätzlich hält Durrer systematische Fehler aber auf beiden Seiten für
möglich.
Einig sind sich die drei Forscher, dass
es angesichts der bestehenden Un-
sicherheiten zu früh ist, um sich vom
Standardmodell der Kosmologie zu verabschieden. Was es nun brauche, seien
zusätzliche Beobachtungen, sagt Kunz.
Erst dann könne man beurteilen, ob der
Konflikt zwischen den frühen und den
späten Messungen der Hubble-Konstante tiefere Ursachen habe.
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