Latest / Fakten zum Einschlafen – Das Universum / Warum dehnt sich das Universum aus, statt in sich zusammenzufallen? - Dunkle Energie, Supernovae und die Hubble-Spannung | Fakten zum Einschlafen - Das Universum
Transcript
- 0:05Willkommen bei Fakten zum Einschlafen. Das Universum.
- 0:12Lange Zeit ging die Wissenschaft davon aus, dass
- 0:15das Universum statisch, ewig und unveränderlich
- 0:19ist. Selbst Albert Einstein passte seine Gleichungen
- 0:23mit einer kosmologischen Konstante an, um einen
- 0:26Kollaps des Kosmos mathematisch zu verhindern.
- 0:30Doch dann begannen Astronomen, das lichtferner
- 0:33Spiralnebel zu untersuchen und das sorgfältig
- 0:36konstruierte Weltbild geriet ins Wanken. Diese
- 0:40Episode zeichnet den historischen Weg nach, wie
- 0:43Edwin Hubble mithilfe von Cepheidon -Sternen
- 0:45die Entfernung der Andromeda -Galaxie bestimmte
- 0:48und bewies, dass sich der Raum selbst ausdehnt.
- 0:52Jahrzehnte später sorgten Beobachtungen von Supernova
- 0:55für die nächste Überraschung. Die kosmische Expansion
- 1:00verlangsamt sich nicht etwa durch die Schwerkraft,
- 1:02sondern sie beschleunigt. Wir betrachten die
- 1:05verschiedenen unabhängigen Messmethoden von baryonischen,
- 1:09akustischen Oszillationen bis zum kosmischen
- 1:12Mikrowellenhintergrund, die alle auf eine mysteriöse,
- 1:15teibende Kraft hindeuten, die wir heute dunkle
- 1:18Energie nennen. Dabei geht es nicht nur um den
- 1:22Triumph der Physik, sondern auch um aktuelle
- 1:25ungelöste Rätsel, wie die Hubbelspannung, bei
- 1:28der lokale und frühe Messungen der Expansionsrate
- 1:31merklich voneinander abweichen. Bei der Arbeit
- 1:35an dieser Episode kehrte ich immer wieder zu
- 1:37einer grundlegenden Frage zurück, wie können
- 1:40wir etwas so Fremdartiges wie dunkle Energie
- 1:43so zuverlässig messen, ohne überhaupt zu wissen,
- 1:46was sie eigentlich ist. Mich fasziniert, wie
- 1:52sich unser Wissen über den Kosmos durch bloße
- 1:54Lichtanalyse stetig korrigiert und erweitert.
- 1:58Es ist beruhigend zu sehen, dass in der Wissenschaft
- 2:01jede gesicherte Erkenntnis gleichzeitig der Ausgangspunkt
- 2:05für die nächste, noch tiefere Frage ist. Das
- 2:11Universum sollte eigentlich in sich zusammenfallen,
- 2:13nicht auseinanderfliegen. Und eine Zeit lang
- 2:18richteten die besten Köpfe des Jahrhunderts die
- 2:21Gleichungen so ein, dass es genau das tat. Was
- 2:26sie nicht einrichten konnten und was niemand
- 2:29zu messen dachte, war die Frage, ob der Himmel
- 2:32selbst bereits ungehorsam war. In den Observatoriumskuppeln
- 2:37der frühen 1910er Jahre richteten Astronomen
- 2:40ihre Teleskope auf die Spiralnebel und belichteten
- 2:44Fotoplatten stundenlang. Was danach in den chemischen
- 2:48Bädern erschien, war ein Universum aus festen
- 2:51Punkten. Sterne als Nadelstiche. Nebel als blasse,
- 2:58unveränderliche Flecken. Das Bild war eingefroren
- 3:02und die Annahme darunter war ebenso still. Dies
- 3:06war ein vollständiges Inventar. Die Spiralnebel
- 3:10waren Gaswolken innerhalb der Milchstraße. Das
- 3:14Universum war eine einzige statische Struktur.
- 3:17Und die Fotografie bestätigte lediglich, was
- 3:21die Vernunft beheizt verlangte. Ein Kosmos in
- 3:26Ruhe. Das war keine Unwissenheit. Es war die
- 3:30wohlüberlegte Schlussfolgerung der besten Köpfe
- 3:33des vollen 20. Jahrhunderts. Das Universum, so
- 3:37glaubten sie, war statisch. Ewig. Unveränderlich
- 3:43in seiner großräumigen Architektur. Und warum
- 3:47hätten sie das nicht glauben sollen? Ein statisches
- 3:52Universum fühlt sich wie die natürliche Grundeinstellung
- 3:56an. Dinge fallen nach unten, nicht auseinander.
- 4:00Die Schwerkraft zieht Dinge zusammen. Ohne eine
- 4:05gegenwirkende Kraft müsste das Universum kollabieren.
- 4:11der eine Gravitationstheorie von Beispiel loser
- 4:14Kraft aufgestellt hatte, stellte fest, dass seine
- 4:18eigenen Leichungen sich weigerten, stillzuhalten.
- 4:21Sie beschrieben ein Universum, das entweder schrumpfte
- 4:26oder sich ausdehnte. Also fügte er einen Term
- 4:30hinzu. Eine mathematische Anpassung. Eine kosmologische
- 4:35Konstante nannte er sie. Widerstand gegen Veränderung.
- 4:44Es war keine Vorhersage. Es war ein Flicken.
- 4:49Keine Lösung. Und ein Flicken hält nur, wenn
- 4:53sich das Gewebe darunter nicht dehnt. Deris begann
- 4:57mit Licht. Nicht mit dem Licht der Sterne, sondern
- 5:02mit dem Licht von etwas Entfernteren und Heizelhafteren.
- 5:06Astronomen hatten fotografiert, was sie Spiralnebel
- 5:09nannten. Schwache Lichtwirbel, verstreut über
- 5:13den Himmel. Das Licht dieser Objekte zeigte,
- 5:17wenn man es in Spektren zerlegte, etwas Merkwürdiges.
- 5:21Die vertrauten Fingerabdruckmuster von Wasserstoff
- 5:25und anderen Elementen waren verschoben, gedehnt
- 5:29zum roten Ende des Spektrums hin. In der einzigen
- 5:33Sprache, die man damals hatte, bedeutete das
- 5:36Bewegungen von uns weg. Der Dopplereffekt, gut
- 5:41verstanden vom Schall und von nahen Sternen.
- 5:45Dinge, die sich von einem wegbewegen, haben ihr
- 5:48Licht zu längeren Wellenlängen gedehnt. Aber
- 5:52das waren keine nahen Sterne. Oder doch? Niemand
- 5:57konnte es sagen. Denn hier lag das Problem. Um
- 6:02zu wissen, was Rotverschiebung bedeutete, musste
- 6:04man die Entfernung kennen. Und um die Entfernung
- 6:08zu kennen, musste man einzelne Sterne innerhalb
- 6:11dieser Nebel sehen. Und kein Teleskop auf der
- 6:15Erde war groß genug, um sie aufzulösen. Die Spiralnebel
- 6:19konnten kleine Gaswolken sein, die innerhalb
- 6:22unserer eigenen Galaxie trieben und sich mit
- 6:24bescheidenen Geschwindigkeiten entfernten. Oder
- 6:28sie konnten riesige Inseluniversen sein, die
- 6:30mit Geschwindigkeiten zurückwischen, die das
- 6:33statische Bild vollständig zerschlagen würden.
- 6:37Ohne Entfernung gab es keine Geschichte, nur
- 6:40Mehrdeutigkeit. Das änderte sich 1924. Ein junger
- 6:47Astronom namens Edwin Hubble, der mit einem neuen
- 6:50Instrument am Mount Wilson Observatorium arbeitete,
- 6:53dem 100 Zoll Hooker -Teleskop, tat, was unmöglich
- 6:57gewesen war. Er fand einzelne Sterne innerhalb
- 7:01des Andromedanebels. Keine gewöhnlichen Sterne,
- 7:06sondern eine besondere Art. Zerfalten. Sterne,
- 7:11die in ihrer Helligkeit mit einem regelmäßigen
- 7:13Rhythmus pulsieren. Und entscheidend, ein Rhythmus,
- 7:18der mit ihrer intrinsischen Helligkeit zusammenhängt.
- 7:21Ein Stern, der langsam pulsiert, ist tatsächlich
- 7:25leuchtkräftiger als einer, der schnell pulsiert.
- 7:29Miss den Puls. Erkenne die wahre Helligkeit.
- 7:34Vergleiche mit der scheinbaren Helligkeit. Berechne
- 7:39die Entfernung. Die Methode war nicht neu. Neu
- 7:43war die Reichweite. Zum ersten Mal konnte sie
- 7:47jenseits der Milchstraße angewendet werden. Andromeda
- 7:51war keine lokale Wolke. Sie war zweieinhalb Millionen
- 7:55Lichtjahre entfernt. Eine eigene Galaxie, vergleichbar
- 8:01im Maßstab mit unserer eigenen. Mit der Entfernung
- 8:06zu auch nur einer Galaxie hörte die Rotverschiebung
- 8:09auf, eine rätselhafte Eigenschaft zu sein und
- 8:12wurde zu einer Koordinate. Man konnte sie auftragen.
- 8:17Man konnte nach einem Muster suchen. Hubble begann,
- 8:22Entfernungen zu anderen Spiralnebeln, anderen
- 8:25Galaxien zu messen und sie mit ihren Rotverschiebungen
- 8:29zu vergleichen. Das Muster, das sich zeigte,
- 8:33war unmissverständlich. Je weiter eine Galaxie
- 8:36entfernt war, desto schneller war ihr Licht zum
- 8:39Roten hingedehnt. Nicht zufällig. Systematisch.
- 8:46Linear. Doppelte Entfernung. Doppelte Rückzugsgeschwindigkeit.
- 8:53Das war keine Bewegung durch den Raum im gewöhnlichen
- 8:56Sinn. Das war der Raum selbst. der sich zwischen
- 9:00uns und diesen fernen Objekten dehnte. Das Universum
- 9:05war nicht statisch. Es expandierte. Die Bekanntgabe
- 9:10kam 1929. Die kosmologische Konstante, Einsteins
- 9:16Faktor, wurde still beiseite gelegt. Die Gleichungen
- 9:21waren beim ersten Mal richtig gewesen. Aber das
- 9:25war nur der erste Wendepunkt. Die tiefere Geschichte
- 9:29begann gerade erst. Jahrzehntelang war die Expansion
- 9:34selbst die Schlagzeile. Das Universum hatte einen
- 9:38Anfang vielleicht in einem dichten, heißen Zustand.
- 9:42Es kühlte seitdem ab und wurde dünner. Die Expansionsrate,
- 9:48die Rubbelkonstante, wurde die Zahl, die alle
- 9:51festnageln wollten. Doch frühe Messungen litten
- 9:55unter einem Problem, das durch das Jahrhundert
- 9:58nachhallen sollte. Hoplus ursprünglicher Wert,
- 10:03etwa 500 Kilometer pro Sekunde, pro Megaparsec,
- 10:08implizierte ein absurd junges Universum. Jünger
- 10:14als die ältesten bekannten Gesteine der Erde.
- 10:16Die Kalibrierung war falsch. Die Perioden Leuchtkraftbeziehung
- 10:22der Cepheiden war falsch kalibriert worden, verwirrt
- 10:26durch das Vorhandensein verschiedener Sternpopulationen.
- 10:30Als Walter Bade dies 1952 korrigierte, verdoppelten
- 10:35sich die Entfernungen, halbierte sich die Expansionsrate
- 10:38und das Altersproblem entspannte sich. Wissen
- 10:43stabilisierte sich, destabilisierte sich dann.
- 10:46und stabilisierte sich auf einem neuen Niveau
- 10:49neu. Durch die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts
- 10:53schien sich das Bild zu setzen. Das Universum
- 10:57expandiert. Die Schwerkraft wirkt, um diese Expansion
- 11:02zu verlangsamen. Die Frage war nur, wie stark.
- 11:07Genug Materie, und die Expansion würde schließlich
- 11:11in einen Kollaps umkehren. Zu wenig, und sie
- 11:15würde ewig weiter hollen, sich verdünnend in
- 11:18kalte Dunkelheit. Astronomen bauten größere Teleskope,
- 11:23verfeinerten ihre Entfernungsindikatoren, pflügten
- 11:26Supernovae ihrem Werkzeugkasten hinzu. Den Verzögerungsparameter
- 11:32nannten sie es. Ein Maß dafür, wie stark die
- 11:37Schwerkraft auf die Bremse trat. In den 1990er
- 11:41Jahren hatte die Technologie eine bemerkenswerte
- 11:44Schwelle erreicht. Astronomen konnten nun Supernovae
- 11:49vom Typ IA in kosmologischen Entfernungen finden
- 11:53und untersuchen auf halbem Weg durch das beobachtbare
- 11:56Universum. Diese sind keine Standardkerzen in
- 12:00dem einfachen Sinn, wie Zepheidon es sind. Sie
- 12:05sind standardisierbar, der Explosionsmechanismus
- 12:09Die thermonukleare Verbrennung eines weißen Zwergsterns
- 12:13erzeugt eine Spitzenhelligkeit, die kalibriert
- 12:17werden kann, indem man beobachtet, wie schnell
- 12:20sie abklingt. Langsames Abklingen bedeutet hellere
- 12:26Spitze. Korrigiert man dies, wird jede Supernova
- 12:30zu einem verlässlichen Entfernungsindikator,
- 12:33verlässlicher sogar als alles. was zuvor bei
- 12:37solchen Reichweiten verfügbar war. Zwei Teams
- 12:41machten sich daran, den Verzögerungsparameter
- 12:44zu messen. Das Supernova Cosmology Projekt unter
- 12:49der Leitung von Saul Perlmutter. Das High Supernova
- 12:53Search Team unter der Leitung von Brian Schmidt
- 12:56mit Adam Rees. Sie waren Konkurrenten. Sie verwendeten
- 13:02unterschiedliche Entdeckungsmethoden. Unterschiedliche
- 13:05Analyseansätze. Beide erwarteten, Verzögerung
- 13:10zu finden. Beide wollten messen, wie viel. Es
- 13:16war, als würde man einen Ball nach oben werfen,
- 13:18erwarten, dass er langsamer wird. Und stattdessen
- 13:21zusehen, wie er von der Hand weg beschleunigt.
- 13:24Die fernen Supernovae waren zu lichtschwach.
- 13:28Nicht viel. Um etwa 25 Prozent. Durchgängig.
- 13:34Bei Rotverschiebungen um ein Halb, wo das Universum
- 13:38wesentlich jünger war, waren diese explodierenden
- 13:41Sterne dunkler, als sie in jedem verzögernden
- 13:44Modell hätten sein sollen. Dunkelheit impliziert
- 13:47Entfernung. Und Entfernung impliziert, dass die
- 13:52Expansion länger gebraucht hat, um diesen Punkt
- 13:55zu erreichen, als ein sich verlangsamendes Universum
- 13:59erlauben würde. Die einzige Erklärung. Die Paste,
- 14:03die Expansion hat sich beschleunigt. Nichtverlangsamt.
- 14:09Nichtverlangsamt. Beschleunigt. Die Bekanntgabe
- 14:14kam 1990 und 1999. Der Verzögerungsparameter
- 14:21war negativ. Das Universum expandiert nicht nur.
- 14:25Es wird von etwas auseinandergedrückt. das auf
- 14:29den größten Skalen gegen die Schwerkraft wirkt.
- 14:33Dunkle Energie nannten es die Pressemitteilungen,
- 14:37obwohl der Name nichts erklärt. Einsteins kosmologische
- 14:41Konstante, 1929 verworfen, kehrte in neuer Gestalt
- 14:46zurück. Diesmal kein Faktor -Faktor. Eine gemessene
- 14:51Notwendigkeit. Der intellektuelle Schock war
- 14:55echt. 80 Jahre lang hatte die Kosmologie angenommen,
- 15:00dass die Schwerkraft die kosmische Geschichte
- 15:02dominiert. Nun war ein anderer Einfluss offenbart
- 15:06worden, abstoßend und allgegenwärtig. Aber Wissenschaft
- 15:11ruht nicht auf einzelnen Beobachtungen, so eindrucksvoll
- 15:14sie auch sein mögen. Die Frage wurde, wie testen
- 15:18wir das? Wie unterscheiden wir zwischen einer
- 15:22echten kosmischen Beschleunigung? und einem profaneren
- 15:26Versagen des Verständnisses. Die Antorg lag in
- 15:30unabhängigen Methoden. Wenn die Beschleunigung
- 15:33real ist, hinterlässt sie Signaturen über mehrere
- 15:37Beobachtungskanäle hinweg. Die Supernovae messen
- 15:42Entfernungen über Helligkeit. Eine andere Methode
- 15:45misst Entfernungen über den Maßstab. Schallwellen
- 15:49im frühen Universum eingeprägt in den kosmischen
- 15:53Mikrowellenhintergrund und fossilisiert in der
- 15:56großräumigen Verteilung der Galaxien, erzeugen
- 15:59einen charakteristischen Maßstab. Baryonische
- 16:03akustische Oszillationen werden sie genannt.
- 16:06Ein Standardlineal festgelegt, als das Universum
- 16:12jung war, nun gedehnt durch die seitherige Expansion.
- 16:16Misst man seine scheinbare Größe zu verschiedenen
- 16:19Epochen, kartiert man die Expansionsgeschichte
- 16:22direkt. Diese Methode hängt nicht von Sternexplosionen
- 16:26ab. Sie hängt von der Physik des Plasmas und
- 16:31der Schwerkraft in den ersten paar hunderttausend
- 16:33Jahren des Universums ab. Und doch kommt sie
- 16:37zum selben Schluss. Die Expansion beschleunigt.
- 16:41Dann gibt es den kosmischen Mikrowellenhintergrund
- 16:44selbst. Das Nachglühen des heißen, frühen Universums,
- 16:49nun abgekühlt zu einem schwachen Mikrowellenflüstern,
- 16:52trägt in seinem Muster von Temperaturschwankungen
- 16:55präzise Information über den gesamten Energiegehalt
- 16:58des Universums. Die Geometrie ist flach, sagen
- 17:03die Messungen. Der Materieanteil beträgt nur
- 17:07etwa 30 Prozent von dem, was Flachheit erfordert.
- 17:11Der Rest muss etwas anderes sein. Etwas, das
- 17:17sich nicht wie Materie verklumpt. Etwas, das
- 17:21gleichmäßig verteilt bleibt. Wieder dunkle Energie.
- 17:27Und da ist die Struktur. Galaxien ballen sich
- 17:31unter dem Zug der Schwerkraft zusammen. In einem
- 17:35Universum, das von verzögernder Materie dominiert
- 17:38wird, schreitet dieses Zusammenballen mit einer
- 17:41bestimmten Harte voran. In einem beschleunigenden
- 17:45Universum arbeitet die Expansion gegen die Bildung
- 17:48der größten Strukturen und unterdrückt das Wachstum
- 17:52auf rechenbare Weise. Misst man die Amplitude
- 17:56des Zusammenwallens den Parameter namens Sigma
- 17:59-8 und vergleicht sie mit der Vorhersage. Die
- 18:03Beobachtungen passen zum beschleunigenden Modell.
- 18:06Jede dieser Methoden hat ihre eigenen Annahmen,
- 18:10ihre eigenen Schwachstellen. Zusammen bilden
- 18:14sie ein Netz gegenseitiger Verstärkung. Die Supernova
- 18:18geben Entfernungen. Die baryonischen Oszillationen
- 18:23geben die Expansionsrate als Funktion der Zeit.
- 18:27Der Mikrowellenhintergrund gibt das Gesamtbudget.
- 18:30Das Wachstum der Struktur gibt einen Konsistenzcheck
- 18:34der Schwerkraft selbst. Wenn alle vier in dieselbe
- 18:38Richtung zeigen, wird die Schlussfolgerung robust.
- 18:42Wissenschaft in ihrer besten Form bestätigt nicht
- 18:46nur. Sie unterscheidet. Drei große Möglichkeiten
- 18:51existierten für die Natur dieser Beschleunigung.
- 18:54Die einfachste war eine kosmologische Konstante.
- 18:57Eine feste Energiedichte des leeren Raums, unverändert
- 19:02seit dem Anfang mit einem Zustandsgleichungsparameter
- 19:05gleich minus eins. Druck gleich negativer Energiedichte.
- 19:11Das ist das Lambda -Cold -Dark -Matter -Modell,
- 19:15die Standardkosmologie. Aber Theoretiker hatten
- 19:19Alternativen konstruiert. Quintessenz, ein dynamisches
- 19:24Feld, das sich langsam entwickelt, dessen Zustandsgleichung
- 19:27vielleicht etwas größer als minus 1 ist, vielleicht
- 19:31mit der Zeit variiert. Oder modifizierte Gravitation.
- 19:37Vielleicht bricht die allgemeine Relativitätstheorie
- 19:40selbst auf kosmischen Skalen zusammen und die
- 19:43scheinbare Beschleunigung ist ein Symptom falscher
- 19:45Gleichungen statt einer neuen physikalischen
- 19:48Komponente. Wie wählt man? Die entscheidenden
- 19:52Tests waren zweifach. Erstens der präzise Wert
- 19:56dieses Zustandsgleichungsparameters. Wenn er
- 20:00exakt minus 1 ist, konstant in der Zeit, gewinnt
- 20:04die kosmologische Konstante. Wenn er abweicht,
- 20:08auch nur leicht, wird Quintessenz gangbar. Die
- 20:13Dark Energy Survey, die Supernovae, baryonische
- 20:17Oszillationen und schwachen Gravitationslinseneffekt
- 20:20kombiniert, die subtile Verzerrung von Hintergrundgalaxien
- 20:23durch Masse im Vordergrund, hat diesen Parameter
- 20:27auf minus 1 ,01 festgenagelt, plus oder minus
- 20:314 Prozent. Konsistent mit Konstant. Inkonsistent,
- 20:37mit einfachen sich entwickelnden Feldern. Zweitens,
- 20:41das Wachstum der Struktur. Theorien modifizierter
- 20:46Gravitationsargen im Allgemeinen voraus, dass
- 20:49Materie anders verklumpt als in der Standard
- 20:52allgemeinen Relativitätstheorie, selbst wenn
- 20:55die Expansionsgeschichte angeglichen ist. Der
- 20:59Wachstumsratenparameter, gemessen durch Rotverschiebungsraumverzerrungen,
- 21:04Die scheinbare Streckung von Galaxienhaufen entlang
- 21:07unserer Sichtlinie aufgrund ihrer eigenen Gravitationsbewegungen
- 21:11stimmt mit der Standardvorhersage überein. Modifizierte
- 21:16Gravitation, zumindest in ihren einfachen Formen,
- 21:19hat Mühe zu überleben. Das Standardmodell hält
- 21:22also. Aber halten ist nicht dasselbe wie Vollständigkeit.
- 21:27Die Perzision hat nun ein Niveau erreicht, das
- 21:31echte Spannungen freilegt. Der Planck -Satellit,
- 21:35der den Mikrowellenhintergrund mit außerordentlicher
- 21:38Genauigkeit misst, leitet eine Hubble -Konstante
- 21:42von 67 ,4 km pro Sekunde pro Megaparsec ab, mit
- 21:48einer Unsicherheit von nur einer halben Einheit.
- 21:51Die lokale Entfernungsleiter, aufgebaut aus Siphiden
- 21:55und Supernovae vom Schnullis -Team mit dem Hubble
- 21:58-Weltraumteleskop, findet 73 ,0. mit einer Unsicherheit
- 22:03von 1. Der Unterschied ist in absoluten Zahlen
- 22:07klein. In statistischen Zahlen übersteigt er
- 22:115 Standardabweichungen. In einfachen Worten die
- 22:15Wahrscheinlichkeit, dass dies ein zufälliger
- 22:18Ausreißer ist, liegt unter 1 zu 3 ,5 Millionen.
- 22:23Etwas ist falsch. Entweder hat die Frühuniversumsinfluenz
- 22:28einen Fehler, Oder die lokale Messung hat einen
- 22:32unerkannten systematischen Fehler. Oder das Standardmodell
- 22:36selbst ist unvollständig. Das ist die Hubble
- 22:40-Spannung. Sie ist kein Versagen. Sie ist eine
- 22:45Gelegenheit verkleidet als Problem. Sie bedeutet,
- 22:50dass unsere präzisesten Werkzeuge unser Verständnis
- 22:53überholt haben. Dass irgendwo in der Kette der
- 22:57Schlussfolgerungen eine Korrektur auf ihre Entdeckung
- 23:00wartet. Vielleicht enthielt das frühe Universum
- 23:04eine unerwartete Komponente, die die Mikrowellenhintergrundinfluenz
- 23:09verändert. Vielleicht birgt die Cepheidenkalibrierung
- 23:13eine subtile Verzerrung. Vielleicht sind beide
- 23:17Messungen korrekt und deuten auf Physik jenseits
- 23:21des aktuellen Modells. Die Debatte ist aktiv,
- 23:25ungelöst, produktiv. Eine ähnliche Spannung existiert
- 23:30im Wachstum der Struktur. Schwache Linseneffekte
- 23:35durch Musterungen, die Dark Energy Survey, die
- 23:38Kilo -Degree -Survey, finden durchgängig weniger
- 23:41Zusammenballung als die Planck -Parameter vorhersagen.
- 23:45Die Sigma -8 -Spannung bei zwei bis drei Standardabweichungen
- 23:49legt nahe, dass entweder unser Verständnis der
- 23:52Neutrinoeffekte oder der baryonischen Physik
- 23:55oder von etwas Tieferem unvollkommen bleibt.
- 23:58Was wir jetzt wissen ist dies. Das Universum
- 24:03expandiert und diese Expansion beschleunigt.
- 24:06Das wird nicht aus einer einzelnen Beobachtung
- 24:09abgeleitet. Es ergibt sich aus der Helligkeit
- 24:13ferner Sternexplosionen, aus dem Maßstab akustischer
- 24:17Wellen in Galaxienverteilungen, aus der Geometrie
- 24:20kosmischer Mikrowellenschwankungen, aus der Verzerrung
- 24:23des Lichts durch dazwischenliegende Masse, aus
- 24:26den Bewegungen von Galaxien innerhalb von Haufen.
- 24:30Alles konvergiert auf dieselbe Schlussfolgerung
- 24:33über zwei Jahrzehnte intensiver Messung hinweg.
- 24:37Die dunkle Energie, die diese Beschleunigung
- 24:39anteibt, verhält sich innerhalb der aktuellen
- 24:42Präzision wie eine kosmologische Konstante. Ihre
- 24:47Natur bleibt unbekannt. Sie ist nicht direkt
- 24:50nachgewiesen worden. Sie wird aus ihren Gravitationswirkungen
- 24:54erschlossen, wie Neptun erschlossen wurde, bevor
- 24:57er gesehen wurde, wie schwarze Löcher erschlossen
- 24:59wurden, bevor ihre Schatten fotografiert wurden.
- 25:02Was ungewiss bleibt, ist. Ob diese Konstanz zu
- 25:06allen Epochen hält? Ob die Zustandsgleichung
- 25:10vielleicht doch eine Entwicklung offenbart? Ob
- 25:14die Spannungen in den aktuellen Daten Vorboten
- 25:17neuer Physik sind oder Symptome ungelöster, systematischer
- 25:22Fehler? Der physikalische Ursprung der dunklen
- 25:25Energie, ob sie Vakuumenergie ist, ein Feld oder
- 25:29etwas Unerwartetes, ist völlig offen. Direkter
- 25:33Nachweis im Sinne einer Labo -Identifikation
- 25:36eines Teilchens der dunklen Energie bleibt mit
- 25:40heutiger Technologie unmöglich und vielleicht
- 25:42prinzipiell. Die Messung geht weiter. Das Dark
- 25:48Energy Spectroscopic Instrument kartiert nun
- 25:51Millionen von Galaxien. Die Euclid -Weltraummission
- 25:56und das Faarubin -Observatorium werden den schwachen
- 26:01Linseneffekt auf beispiellose Skalen ausdehnen.
- 26:05Das James Webb -Weltholm -Teleskop refinert die
- 26:09lokale Entfernungsleiter. Jeder neue Datensatz
- 26:13wird die Grenzen enger ziehen oder neue Risse
- 26:15freilegen. Die Geschichte der kosmischen Expansion
- 26:19ist keine Geschichte plötzlicher Offenbarung.
- 26:23Sie ist eine Geschichte angehäufter Korrektur.
- 26:27Von statisch zu expandierend, von verlangsamen
- 26:32zu beschleunigend, von einer einzelnen Zahl zu
- 26:35einer vollständigen Geschichte, vom Vertrauen
- 26:39in Vollständigkeit zur Anerkennung anhaltender
- 26:42Spannung. Jeder Schritt wurde durch methodische
- 26:45Messung verdient, jede Korrektur durch unabhängige
- 26:49Wiederholung getestet, jede stabile Schlussfolgerung
- 26:54als vorläufig gegenüber künftiger Präzision anerkannt.
- 26:58Wir wissen nicht, warum das Universum beschleunigt.
- 27:02Wir wissen, dass es das tut, mit Zuversicht,
- 27:05die auf mehreren unabhängigen Wegen aufgebaut
- 27:08ist. Der Rest ist Arbeit, die noch im Gange ist.