Seit Galileo sein Teleskop auf Jupiter richtete und Monde in einer Umlaufbahn um diesen Planeten sah, begannen wir zu erkennen, dass wir keinen zentralen, wichtigen Platz im Universum einnehmen. Im Jahr 2013 zeigte eine Studie, dass wir möglicherweise weiter draußen sind, als wir dachten. Jetzt bestätigt eine neue Studie: Wir leben in einer Leere in der Filamentstruktur des Universums, eine Leere, die größer ist, als wir dachten.
Im Jahr 2013, a lernen von der University of Wisconsin-Madison-Astronomin Amy Barger und ihrem Studenten Ryan Keenan zeigten, dass sich unsere Milchstraße in einer großen Leere in der kosmischen Struktur befindet. Die Leere enthält weit weniger Galaxien, Sterne und Planeten, als wir dachten. Nun bestätigt eine neue Studie des Studenten der University of Wisconsin Ben Hoscheit dies und lockert gleichzeitig die Spannungen zwischen verschiedenen Messungen der Hubble-Konstante .
Die Leere hat einen Namen; Für Keenan, Barger und Lennox Cowie von der University of Hawaii wird es die KBC-Leerstelle genannt. Mit einem Radius von etwa 1 Milliarde Lichtjahren ist die KBC-Leere siebenmal größer als die durchschnittliche Leere und sie ist die größte uns bekannte Leere.
Die großräumige Struktur des Universums besteht aus Filamenten und Clustern normaler Materie, die durch Hohlräume getrennt sind, in denen nur sehr wenig Materie vorhanden ist. Es wurde als 'Schweizer Käse ähnlich' beschrieben. Die Filamente selbst bestehen aus Galaxienhaufen und Superhaufen, die wiederum aus Sternen, Gas, Staub und Planeten bestehen. Herauszufinden, dass wir in einer Leere leben, ist an sich schon interessant, aber noch interessanter sind die Auswirkungen auf Hubbles Konstante.
Die Hubble-Konstante ist die Geschwindigkeit, mit der sich Objekte aufgrund der Expansion des Universums voneinander entfernen. Dr. Brian Cox erklärt es in diesem kurzen Video.
Das Problem mit Hubbles Konstante besteht darin, dass Sie je nach Messung ein anderes Ergebnis erhalten. Dies ist offensichtlich ein Problem. „Egal welche Technik Sie verwenden, Sie sollten heute den gleichen Wert für die Expansionsrate des Universums erhalten“, erklärt Ben Hoscheit, der Student aus Wisconsin, der am 6. . 'Glücklicherweise hilft das Leben in einer Leere, diese Spannung zu lösen.'
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Expansionsrate des Universums zu messen, bekannt als Hubbles Konstante . Eine Möglichkeit besteht darin, sogenannte „Standardkerzen“ zu verwenden. Supernovae werden als Standardkerzen verwendet, weil ihre Leuchtkraft so gut bekannt ist. Durch Messung ihrer Leuchtkraft können wir feststellen, wie weit die Galaxie entfernt ist, in der sie sich befinden.
Eine andere Möglichkeit ist die Messung des CMB, der Kosmischer Mikrowellen-Hintergrund . Das CMB ist der übrig gebliebene Energieabdruck des Urknalls, und seine Untersuchung sagt uns den Expansionszustand im Universum.
Dies ist eine Karte des beobachtbaren Universums aus dem Sloan Digital Sky Survey. Orangefarbene Bereiche zeigen eine höhere Dichte von Galaxienhaufen und Filamenten. Bild: Sloan Digital Sky Survey.
Die beiden Methoden können verglichen werden. Der Standard-Candle-Ansatz misst mehr lokale Distanzen, während der CMB-Ansatz großräumige Distanzen misst. Wie also hilft das Leben in einer Leere, die beiden zu lösen?
Messungen aus dem Inneren eines Hohlraums werden durch die viel größere Menge an Materie außerhalb des Hohlraums beeinflusst. Die Anziehungskraft aller Materie beeinflusst die Messungen, die mit der Standardkerzenmethode durchgeführt werden. Dieselbe Materie und ihre Anziehungskraft haben jedoch keinen Einfluss auf die CMB-Messmethode.
„Man will immer Konsistenz finden, sonst gibt es irgendwo ein Problem, das gelöst werden muss.“ – Amy Barger, University of Hawaii, Dept. of Physics and Astronomy
Laut Barger, dem Autor der Studie von 2013, zeigt Hoscheits neue Analyse, dass Keenans erste Schätzungen der KBC-Leere, die wie eine Kugel mit einer immer dicker werdenden Hülle aus Galaxien, Sternen und anderer Materie geformt ist, nicht ausgeschlossen sind durch andere Beobachtungsbeschränkungen herausgestellt.
„Es ist oft wirklich schwierig, konsistente Lösungen zwischen vielen verschiedenen Beobachtungen zu finden“, sagt Barger, ein beobachtender Kosmologe, der auch eine Anstellung als assoziierter Absolvent am Department of Physics and Astronomy der University of Hawaii innehat. „Was Ben gezeigt hat, ist, dass das von Keenan gemessene Dichteprofil mit kosmologischen Observablen übereinstimmt. Man will immer Konsistenz finden, sonst gibt es irgendwo ein Problem, das gelöst werden muss.“
