Vor fünf Jahren wurden drei Astronomen für ihre Entdeckung Ende der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Sie fanden heraus, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Die Schlussfolgerungen der Wissenschaftler basierten auf einer Analyse von Supernovae vom Typ Ia - spektakulären thermonuklearen Explosionen sterbender Sterne -, die vom Hubble-Weltraumteleskop und bodengestützten Teleskopen beobachtet wurden. All dies hat zu einer weit verbreiteten Akzeptanz der Idee geführt, dass das Universum mit einer mysteriösen Substanz, der dunklen Energie, gefüllt ist, die die Expansion beschleunigt.
Und jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Subir Sarkan vom Institut für Physik der Universität Oxford Zweifel an diesem kosmologischen Standardkonzept geäußert. Unter Verwendung eines stark erweiterten Datensatzes - eines Katalogs von 740 Supernovae vom Typ Ia, der mehr als zehnmal so groß ist wie die ursprüngliche Probe - stellten die Wissenschaftler fest, dass die Expansionsdaten möglicherweise weniger genau sind als bisher angenommen. Die Daten entsprechen einer konstanten Expansionsrate.
Die Studie wurde in Scientific Reports in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
Professor Sarkar, der auch am Niels-Bohr-Institut in Kopenhagen arbeitet, sagte: „Die Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums brachte den Nobelpreis, den Gruber-Preis und den Durchbruchspreis für Grundlagenphysik ein. Dies führte zu einer weit verbreiteten Annahme der Idee, dass das Universum von "dunkler Energie" dominiert wird, die sich wie eine kosmologische Konstante verhält - und jetzt ist es das "Standardmodell" der Kosmologie.
Mittlerweile gibt es jedoch eine viel größere Datenbank von Supernovae, auf deren Grundlage strenge und detaillierte statistische Analysen durchgeführt werden können. Wir haben den neuesten Katalog von 740 Supernovae vom Typ Ia analysiert - zehnmal mehr als die Originalprobe - und festgestellt, dass Hinweise auf eine beschleunigte Expansion bestenfalls, wie Physiker sagen, "3 Sigma" sind. Dies ist weit entfernt von dem 5-Sigma, das der Standard verlangt, damit eine Entdeckung von grundlegender Bedeutung ist.
Ein ähnliches Beispiel in diesem Zusammenhang wäre die jüngste Annahme der Existenz eines neuen 750-GeV-Partikels basierend auf Daten des Large Hadron Collider am CERN. Es hatte ursprünglich eine hohe Bedeutung - 3,9 und 3,4 Sigma im Dezember letzten Jahres - und es wurden mehr als 500 theoretische Arbeiten verfasst. Im August wurde jedoch bekannt gegeben, dass neue Daten zeigten, dass die Signifikanz auf weniger als 1 Sigma gesunken war. Es stellte sich heraus, dass alles eine statistische Schwankung war und es keine Partikel gibt."
Es gibt andere Daten, die die Idee einer beschleunigten Expansion des Universums unterstützen sollten, beispielsweise Informationen über den kosmischen Mikrowellenhintergrund - das schwache Nachleuchten des Urknalls -, die vom Planck-Satelliten erhalten wurden. Professor Sarkar sagt jedoch: „Alle diese Tests sind indirekt und werden im Rahmen des angenommenen Modells durchgeführt. Dunkle Energie wirkt sich nicht direkt auf die CMB aus. Tatsächlich mag es einen schwachen Sachs-Wolfe-Effekt geben, aber es gibt noch keine klare Bestätigung dafür.
„Es ist möglich, dass wir in die Irre geführt wurden, und die offensichtliche Manifestation der Dunklen Energie ist eine Folge der Analyse von Daten im Rahmen eines vereinfachten theoretischen Modells, das in den 1930er Jahren lange vor dem Auftreten normaler Daten als Tatsache akzeptiert wurde. Ein komplexerer theoretischer Rahmen, der berücksichtigt, dass das Universum nicht vollständig homogen ist und dass sich sein Materialinhalt möglicherweise nicht wie ein ideales Gas verhält - zwei Schlüsselannahmen der Standardkosmologie - kann alle Beobachtungen erklären, ohne dass dunkle Energie einbezogen werden muss. Und in Bezug auf die Energie des Vakuums haben wir in der fundamentalen Theorie absolut kein Verständnis dafür.
Werbevideo:
„Natürlich muss viel Arbeit geleistet werden, um die Physikergemeinschaft davon zu überzeugen, aber unsere Arbeit muss zeigen, dass die Schlüsselsäule des kosmologischen Standardmodells sehr fragil ist. Hoffentlich wird dies uns ermutigen, kosmologische Daten besser zu analysieren und andere kosmologische Modelle zu entwickeln. “
ILYA KHEL
