Astrophysiker haben die Schätzung der tatsächlichen Größe von Gravitationslinsen verwendet, um die Hubble-Konstante zu verfeinern, die die Expansionsrate des Universums beschreibt.
Die Wissenschaftler verwendeten die erhaltenen Werte, um die Standardkerzenmethode anzupassen. Infolgedessen erreichten sie einen Wert von 82,4 ± 10 Prozent.
Das Ergebnis stimmt nicht mit den Daten auf dem CMB überein und verschärft die Inkonsistenz verschiedener Methoden zur Bewertung der Raumausdehnung.
Messungen der Eigenschaften ferner Galaxien deuten auf die Expansion des Universums hin, und dieser Prozess beschleunigt sich mit der Zeit.
Ein numerischer Indikator für die Expansionsrate ist die Hubble-Konstante, die die scheinbare Geschwindigkeit der Entfernung von Galaxien mit Entfernungen zu ihnen in Beziehung setzt.
Jetzt dehnt sich das Universum schnell aus, aber es gab andere Epochen in seiner Vergangenheit. In dieser Hinsicht hängt die Hubble-Konstante tatsächlich von der Zeit ab.
Es gibt mehrere grundsätzlich verschiedene Methoden zur Bestimmung der Hubble-Konstante. Ihre Genauigkeit ist in den letzten Jahren so stark gestiegen, dass sich ihre Schätzungen innerhalb der Fehlergrenzen nicht mehr überschneiden.
Die erste Methode ist mit der Untersuchung von Reliktstrahlung verbunden und gibt die Expansionsrate in der frühen Epoche der Existenz des Universums an, aus der es möglich ist, den modernen Wert zu berechnen, wenn das Modell seiner Evolution spezifiziert wird. Diese Methode ergibt einen Wert von 67,4 ± 0,5 km / s pro Megaparsec.
Die zweite Methode, die manchmal auch als lokal bezeichnet wird (während die vorherige Methode als kosmologisch bezeichnet wird), basiert auf der Beurteilung der Leuchtkraft von Standardkerzen - Typ Ia-Supernovae.
Es wird angenommen, dass die absolute Spitzenhelligkeit dieser starken Fackeln mit der Art ihrer Dämpfung zusammenhängt.
Auf diese Weise können Sie den Abstand zu ihnen schätzen, indem Sie die scheinbare Helligkeit mit der theoretischen Summe vergleichen.
Diese Methode spricht für die Hubble-Konstante von 74,03 ± 1,42 km / s pro Megaparsec.
Beide Methoden sind unvollkommen und haben ihre eigenen Nachteile. Insbesondere ersteres spricht direkt nur vom frühen Universum, und theoretisch können wir dessen spätere Entwicklung im Moment nicht ganz richtig darstellen.
Die zweite Methode weist systematische Fehler auf, da die Bestimmung der Abstände zu Supernovae auf einer Reihe anderer indirekter Methoden beruht und sich alle Ungenauigkeiten ansammeln.
Inh Jee vom Institut für Astrophysik der Max-Planck-Gesellschaft und seine Kollegen aus Deutschland und den Niederlanden haben eine neue Kalibrierung der Abstände zu Supernovae vorgeschlagen.
Die Autoren nutzen dazu den Effekt der Gravitationslinse, also die Lichtbrechung durch Anziehung massereicher Körper. In dieser Arbeit verwendeten die Wissenschaftler nur zwei Linsen, die als KLASSE B1608 + 656 und RXS J1131-1231 bekannt sind und deren Rotverschiebung 0,295 bzw. 0,6304 beträgt.
Gravitationslinsen wurden früher verwendet, um die Expansionsrate zu bestimmen, aber in einer neuen Arbeit ist dies anders.
Bisher haben Wissenschaftler die Zeit zwischen den Helligkeitsblitzen verschiedener Bilder des zu linsen- den Objekts überwacht. Jetzt haben Wissenschaftler diese Informationen um Daten zu den Linsengalaxien selbst ergänzt.
Astronomen haben die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen in den Scheiben dieser Galaxien geschätzt, die es zusammen mit Informationen über den Unterschied in den Strahlengängen des Linsenobjekts ermöglicht, die absolute Größe der Linsengalaxie zu bestimmen.
Infolgedessen können wir den erhaltenen Wert mit der gemessenen Winkelgröße des Systems vergleichen, wodurch wir eine neue Schätzung der Entfernung zu einer entfernten Galaxie erhalten, mit der die Entfernungsskala zu Supernovae verfeinert werden kann.
Bei Anwendung dieser Kalibrierung auf Supernovae erhielten die Autoren einen außergewöhnlich hohen Wert der Hubble-Konstante von 82 ± 8 km / s pro Megaparsec.
Diese Schätzung überschreitet bei Standardkalibrierung kaum die Untergrenze mit Supernova-Ergebnissen. Darüber hinaus ist es viel größer als bei der Analyse von Reliktstrahlung.
Derzeit sind die Methodenfehler hoch, was vor allem auf eine kleine Stichprobe zurückzuführen ist, in der es nur zwei Objekte gibt.
Dennoch stellen die Autoren fest, dass diese Ergebnisse sehr schwach von anderen kosmologischen Parametern abhängen, was diese Methode vielversprechend macht.
Vielleicht können wir mit großen Statistiken die Hubble-Spannung, die in den letzten Jahren besonders akut geworden ist, zwischen verschiedenen Schätzungen der Expansionsrate des Universums auflösen.