Einsteins Theorien im Test: rätselhafte kosmische Expansion wirft neue Fragen auf

BerlinDas Universum dehnt sich schneller aus als erwartet, was Wissenschaftler seit über zwanzig Jahren vor ein Rätsel stellt. Dies erstaunt Forscher, da es nicht mit den bekannten physikalischen Theorien, einschließlich Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, übereinstimmt. Kürzlich haben Wissenschaftler der Universitäten Genf und Toulouse III - Paul Sabatier diesen Umstand genauer untersucht. Sie verglichen die Vorhersagen von Einsteins Theorie mit tatsächlichen Daten der Dark Energy Survey und entdeckten einen kleinen Unterschied, der sich im Laufe der Geschichte des Universums verändert.

Wissenschaftler nutzten Umfragedaten, um zu untersuchen, wie sich gravitationsbedingte Senken über Milliarden von Jahren verändert und ausgebreitet haben. Sie stellten fest:

Vor etwa 6 bis 7 Milliarden Jahren stimmten die Beobachtungen mit Einsteins Vorhersagen überein. In jüngerer Vergangenheit, vor etwa 3,5 bis 5 Milliarden Jahren, wurden flachere Gravitationsfelder festgestellt, als ursprünglich erwartet. Diese unerwarteten gravitativen Eigenschaften stehen in Verbindung mit einer Phase beschleunigter Ausdehnung des Universums.

Die Auswirkungen sind erheblich. Zeigt die Gravitation in großen kosmischen Entfernungen unerwartetes Verhalten, müssen wir möglicherweise unser bisheriges Verständnis anpassen. Ist die beschleunigte Ausdehnung des Universums auf die Dunkle Energie zurückzuführen, oder benötigen wir eine neue Gravitationstheorie oder die Entdeckung einer unbekannten Kraft? Diese Fragen sind von großer Bedeutung in der modernen Astrophysik.

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3-Sigma-Abweichung: Wichtiger Schritt, aber noch keine Herausforderung für Einstein

Es gibt eine 3-Sigma-Abweichung, was bedeutend ist, aber noch nicht ausreicht, um Einsteins Theorien infrage zu stellen. Dafür wäre ein 5-Sigma-Ergebnis erforderlich. Daher sind zukünftige Beobachtungen von großer Bedeutung. Neue Technologien werden dabei erheblich helfen. Insbesondere wird erwartet, dass das Euclid-Weltraumteleskop bessere Ergebnisse liefert. Es wird mehr als eine Milliarde Galaxien kartieren und Raum-Zeit-Verzerrungen präziser untersuchen als je zuvor.

Einsteins Gleichungen haben sich über die Zeit hinweg als zuverlässig erwiesen, indem sie Phänomene wie Schwarze Löcher und die Laufbahnen von GPS-Signalen erklärten. Dennoch könnte es vorkommen, dass diese Gleichungen nicht immer erwartungsgemäß funktionieren, je mehr wir über das Universum erfahren. Forschung auf diesem Gebiet könnte unser Verständnis von Kosmologie und fundamentalen physikalischen Gesetzen verändern. Daten von der Euclid-Mission könnten die Gültigkeit der Relativitätstheorie bestätigen oder die Wissenschaft in neue Richtungen lenken. Unabhängig vom Ergebnis sind Wissenschaftler entschlossen, das Universum weiter zu erforschen.