D2 Expansion des Universums und die kosmische Distanzleiter

Thema

Das zentrale Element dieses Modells ist das Hubble-Weltraumteleskop, das mit seinem fast zweieinhalb Meter großen Spiegel und seiner Unabhängigkeit von atmosphärischen Turbulenzen die lokale Messung der Expansionsrate des Universums revolutionierte.

Die Kameras des Teleskops identifizieren einzelne Cepheiden in relativ nahen Galaxien, deren Pulsationsperiode direkt mit ihrer Leuchtkraft korreliert ist, und messen zudem thermonukleare Supernovae, die als Standardkerzen dienen.

Die Entfernungsleiter verknüpft diese Schritte: zunächst die trigonometrische Parallaxe, dann die Cepheiden, anschließend die thermonuklearen Supernovae und schließlich den Hubble-Fluss selbst in großem Maßstab, wobei jeder Schritt mit dem vorherigen kalibriert wird.

Der bemerkenswerteste Aspekt dieses Teleskops ist die Stabilität seiner Punktstreufunktion im Weltraum: Da sie nicht von atmosphärischen Turbulenzen beeinflusst wird, bleibt diese Funktion stabil und vorhersagbar. Dadurch können einzelne Cepheiden in Entfernungen verfolgt werden, die weit größer sind als die von der Erde aus beobachtbaren.

Der aus dieser lokalen Messung ermittelte Wert der Expansionsrate ist höher als der aus der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung abgeleitete Wert – dieselbe Hubble-Spannung, die zu den Anomalien des Standardmodells zählt. Diese Diskrepanz veranlasste den Einsatz der höheren Infrarotempfindlichkeit eines neueren Weltraumteleskops zur erneuten Überprüfung dieser Cepheiden. Vom Weltraumteleskop, mit dem dieses Dokument beginnt, bis zur erneuten Überprüfung am Ende, die Cepheiden, thermonukleare Supernovae und den Hubble-Fluss umfasst, zeigt die Expansion des Universums, dass dasselbe Instrument, Schritt für Schritt auf seiner eigenen Entfernungsleiter, letztendlich denselben Wert liefert, der heute das frühe vom späten Universum trennt.

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