A2 Spannungen des kosmologischen Standardmodells

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist die Diskrepanz zwischen zwei kosmologischen Messmethoden, die prinzipiell unabhängig voneinander sein sollten.

Zwei statistisch signifikante und anhaltende Widersprüche stellen derzeit das Standardmodell der Kosmologie infrage, ein Modell, das sich ansonsten als außerordentlich erfolgreich erwiesen hat.

Der erste dieser Widersprüche ist der Hubble-Widerspruch: Die heute lokal gemessene Expansionsrate, ermittelt mithilfe der Entfernungsleiter, die Parallaxe, Cepheiden und thermonukleare Supernovae als Standardkerzen kombiniert, ist größer als die Expansionsrate, die sich durch die Projektion der im kosmischen Mikrowellenhintergrund gemessenen Physik in die Gegenwart ergibt. Die Tatsache, dass diese Diskrepanz zu groß ist, um sie einem einfachen Messfehler zuzuschreiben, deutet vielmehr darauf hin, dass dem Verhalten des Universums vor der Rekombination ein physikalischer Faktor fehlen könnte.

Die zweite Diskrepanz betrifft die Amplitude der Materieklumpenbildung: Die vom kosmischen Mikrowellenhintergrund vorhergesagte Struktur des Universums ist etwas größer als die tatsächlich mittels schwacher Gravitationslinsen direkt gemessene – eine geringere Diskrepanz als die erste, aber ebenso hartnäckig.

Da beide Diskrepanzen im Wesentlichen eine auf dem frühen Universum basierende Schlussfolgerung einer direkten Messung des späten Universums gegenüberstellen und die neuesten Daten großflächiger Durchmusterungen bereits darauf hindeuten, dass die Zustandsgleichung der Dunklen Energie selbst nicht perfekt konstant sein könnte, bedeuten diese drei Anomalien zusammen, dass das Standardmodell selbst so interpretiert werden muss, als fehle ihm eine Komponente, und nicht als drei unabhängige statistische Koinzidenzen. Ausgehend von der Diskrepanz zwischen zwei unabhängigen Messpfaden, mit der dieses Dokument beginnt, und dem koordinierten Signal, mit dem es endet, über die Hubble-Spannung und die Clusteramplituden-Spannung, weisen die Spannungen des Standardmodells der Kosmologie, die dieselbe Diskrepanz auf drei verschiedene Arten messen, beharrlich auf denselben Punkt hin: eine physikalische Komponente, die das Standardmodell noch nicht berücksichtigt.

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