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Kosmologie: Streit um Hubbles Erbe

Wie schnell expandiert das Weltall? Physiker kommen in dieser Frage seit Jahren zu unterschiedlichen Ergebnissen. Deutet der Streit um die "Hubble-Konstante" auf unbekannte Naturgesetze hin?
Kosmische Entfernungsleiter

Albert Einstein war wohl der bedeutendste Physiker des 20. Jahrhunderts. Das zeigt sich auch daran, dass sich selbst in seinen Irrtümern noch Weisheit verbarg. Das vielleicht berühmteste Beispiel hierfür stammt aus dem Jahr 1916 . Im Jahr zuvor hatte Einstein seine allgemeine Relativitätstheorie präsentiert, nun suchte er eine Lösung seiner berühmten Feldgleichungen, die das Weltall als Ganzes beschreibt.

Jedoch schien jedes Universum, das er auf dem Reißbrett entwarf, zu kollabieren. Daher fügte Einstein seinen Gleichungen einen weiteren Term hinzu, die so genannte "kosmologische Konstante". Mit ihr beschrieb die Relativitätstheorie das Universum endlich so, wie es sich die Gelehrten seiner Zeit vorstellten: als statisches Volumen, das sich mit der Zeit nicht verändert und daher schon immer und bis in alle Ewigkeit besteht.

Später sollte Einstein seinen Entschluss gründlich bereuen, er soll ihn gar als "größte Eselei" seines Lebens bezeichnet haben. Zwar erlebte die kosmologische Konstante letztlich ein Comeback, als Forscher 1998 das rätselhafte Phänomen der "Dunklen Energie" entdeckten, die das Universum auseinanderdrückt. Aber vor 100 Jahren sah es zunächst so aus, als hätte sich Einstein getäuscht: Der Niederländer Willem de Sitter erkannte 1917 , dass die kosmologische Konstante dazu führt, dass sich andere Galaxien von uns entfernen und deren Fluchtgeschwindigkeit mit wachsendem Abstand sogar zunimmt. Die Konstante würde also zu einer explosionsartigen Ausdehnung führen und das Universum instabil machen.

De Sitters Überlegung veranlasste den US-Astronomen Edwin Hubble dazu, der Frage mit Hilfe von Teleskopen nachzugehen. Er und andere Wissenschaftler konnten Ende der 1920 er nachweisen, dass das Universum tatsächlich expandiert. Die Entdeckung gilt als Geburtsstunde der modernen Kosmologie. Und eine nach Hubble benannte Messgröße etablierte sich als Maß dafür, wie schnell sich das All ausdehnt …

Juli 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Juli 2018

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  • Quellen

Addison, G. E. et al.: Elucidating LCDM: Impact of Baryon Acoustic Oscillation Measurements on the Hubble Constant Discrepancy. In: Astrophysical Journal 853, 119, 2018

Ben-Dayan, I. et al.: Value of H0 in the Inhomogeneous Universe. In: Physical Review Letters 112, 221301, 2014

Bovin, V. et al.: H0LiCOW – V. New COSMOGRAIL Time Delays of HE 0435−1223. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 465, S. 4914–4930, 2017

Planck Collaboration: Planck Intermediate Results. XLVI. Reduction of Large-Scale Systematic Effects in HFI Polarization Maps and Estimation of the Reionization Optical Depth. In: Astronomy and Astrophysics 596, A107, 2016

Riess, A. G. et al.: A 2.4% Determination of the Local Value of the Hubble Constant. In: Astrophysical Journal 826, 56, 2016