Hubble-Studie: Neue Befunde zur Expansionsgeschwindigkeit des Alls

Darüber, wie schnell das Universum expandiert, ist sich die Wissenschaft uneins. Eine neue Hubble-Studie schafft es nicht, die Frage zu klären.

Das Wichtigste in Kürze

Die Frage, wie schnell sich das Universum ausbreitet, beschäftigt die Wissenschaft.
Unterschiedliche Berechnungsmethoden führen zu unterschiedlichen Resultaten.
Eine neue Studie schafft es nicht, diese Diskrepanz zu beseitigen.

Die Frage, wie schnell das Universum expandiert, beschäftigt die Wissenschaft seit bald einem Jahrhundert. So entdeckte der US-amerikanische Astronom Edwin Hubble 1929, dass sich das Weltall ausdehnt. Damit legte der damals 40-jährige die Grundlage für eine wissenschaftliche Diskussion, welche bis in die heutige Zeit andauern sollte.

Das Problem: Die Geschwindigkeit, mit der das Universum wächst, ist nur schwer zu ermitteln. Und so haben Forscher über die Jahrzehnte hinweg verschiedene Methoden entwickelt, um den Wert der sogenannten Hubble-Konstanten zu berechnen.

Verschiedene Methoden kommen zu unterschiedlichen Resultaten

Eine davon: Die Untersuchung sogenannter Cepheiden – Sterne, deren Helligkeit in regelmässigen Abständen schwankt. Mit dieser Methode ermittelten Astronomen einen Hubble-Konstanten-Wert von 74 Kilometern pro Sekunde pro Megaparsec, wobei 1 Megaparsec 3,26 Millionen Lichtjahren entspricht, wie «n-tv» berichtet. Mit anderen Worten: Eine Galaxie, welche sich in 3,26 Millionen Lichtjahren Entfernung befindet, bewegt sich in einer Sekunde 74 Kilometer von uns weg.

Eine weitere Methode, um die Hubble-Konstante zu ermitteln, macht sich die kosmische Hintergrundstrahlung zunutze. Diese ist kurz nach dem Urknall entstanden und wird daher oft als «Echo des Urknalls bezeichnet».

Wird die kosmische Hintergrundstrahlung zur Berechnung der Hubble-Konstanten verwendet, ergibt sich ein Wert von 67,4 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Ein erheblicher Unterschied, verglichen mit der Cepheiden-Methode.

Hubble-Studie findet neuen Weg zur Berechnung der Hubble-Konstanten

Mit einer dritten Methode wollte das Team um Wendy Freedman diese Diskrepanz nun ein für alle Mal beseitigen. Sie untersuchten mithilfe des Hubble-Teleskops verschiedenste Rote Riesen.

Rote Riesen sind Sterne, welche sich dem Ende ihres Lebenszyklus annähern. Sie entstehen, wenn ein Stern nicht mehr über genügend Wasserstoff verfügt, den er zu Helium fusionieren kann. Anstelle des Wasserstoffbrennens setzt nun das Heliumbrennen ein, wobei Helium zu Kohlenstoff fusioniert wird. Markiert wird diese Veränderung durch den sogenannten «Helium-Blitz».

Und genau diese Phase machten sich die Forscher um Freedman zunutze. So leuchten Sterne kurz nach dem Helium-Blitz alle gleich hell. Vergleicht man nun deren Helligkeiten, kann daraus die absolute Entfernung zur Erde bemessen werden.

Auf diese Weise ermittelten die Astronomen einen Hubble-Konstanten-Wert von 69,8 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec: ein Wert, der zwischen denjenigen der beiden anderen Methoden liegt. Die Diskrepanz bleibt also nach wie vor bestehen.