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Ein internationales Forscherteam hat anhand von Daten der XMM-Newton-Mission der ESA, der Nasa-Mission Chandra und des deutschen ROSAT-Röntgensatelliten (DLR) gezeigt, dass sich das Universum in allen Richtungen nicht gleich schnell ausdehnt.

Die entsprechende Studie liegt im Fachmagazin „Astronomy and Astrophysics“ zur Veröffentlichung bereit. Das Artikel-Preprint ist in der arXiv.org-Online-Bibliothek verfügbar.

Eine Schlüsselprämisse der Kosmologie lautet, dass das Universum trotz einiger lokaler Unterschiede im Großmaßstab in jeder Richtung die gleichen Eigenschaften hat. Doch die neue Studie legt nahe, dass die sogenannte Isotropie-Hypothese falsch sein könnte.

Astrophysiker aus den USA und Deutschland analysierten Daten, die aus der Beobachtung von galaktischen Clustern gewonnen wurden – riesigen Galaxienhaufen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Diese größten Strukturen im Universum werden von den Wissenschaftlern verwendet, um dessen wichtigsten Parameter zu messen.

Frühere Messungen, die auf optischen Beobachtungen explodierender Sterne und Infrarotuntersuchungen von Galaxien beruhten, gaben keine eindeutige Antwort auf die Frage nach der Isotropie des Universums.

In der neuen Studie konzentrierten sich die Wissenschaftler auf die Analyse von Röntgendaten.

Dabei stellten sie fest, dass Röntgendaten, die durch Beobachtung von Hunderten galaktischen Clustern gewonnen wurden, je nach Beobachtungsmethode erheblich variieren.

„Basierend auf unseren Cluster-Beobachtungen haben wir Unterschiede in der Geschwindigkeit der Ausdehnung des Universums festgestellt, je nachdem, wie wir es betrachten. Dies widerspricht einer der Grundannahmen, die wir heute in der Kosmologie benutzen“, zitiert die Nasa den Co-Autor der Studie, Gerrit Schellenberger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Massachusetts, USA).

Die von den Wissenschaftlern verwendete Methode beruht auf der Beziehung zwischen der Temperatur des in den galaktischen Cluster eindringenden heißen Gases und der Anzahl der von ihm erzeugten Röntgenstrahlen – der Röntgenleuchtkraft des Galaxienhaufens. Im Allgemeinen ist die Helligkeit der Röntgenstrahlung umso höher, je höher die Temperatur des Gases im Cluster ist. Diese Abhängigkeit ist nicht auf die kosmologische Größe, darunter die Ausdehnungsgeschwindigkeit des Universums, zurückzuführen.

Nachdem die Forscher die Röntgenleuchtkraft von galaktischen Clustern anhand dieser Methode bewertet hatten, verglichen sie deren Werte mit der Röntgenleuchtkraft, die mit einer anderen Methode erzeugt wurde, die von der Expansionsgeschwindigkeit des Universums abhängt. Die Ergebnisse ermöglichten den Astronomen, die Geschwindigkeit in allen Himmelsrichtungen zu berechnen, und es stellte sich heraus, dass sich das Universum in verschiedenen Richtungen auf unterschiedliche Weise ausdehnt.

Die Forscher haben zwei mögliche Erklärungen vorgelegt. Die erste lautet, dass sich große Gruppen von Galaxienhaufen zusammen bewegen könnten, jedoch nicht aufgrund der kosmischen Ausdehnung, sondern unter dem Einfluss von Gravitationskräften. Wenn die Bewegung schnell genug sei, könne dies zu Fehlern bei der Schätzung der Leuchtkraft jedes Clusters führen, hieß es.

Die Wissenschaftler spekulieren weiter, dass dieser möglicherweise ungleichmäßige Effekt auf die kosmische Expansion durch dunkle Energie verursacht wird, der geheimnisvollen Komponente des Kosmos, die den Großteil – etwa 69 Prozent – seiner Gesamtenergie ausmacht. Über die dunkle Energie ist heute nur sehr wenig bekannt, außer, dass sie offenbar die Expansion des Universums in den letzten Milliarden Jahren beschleunigt hat.

(Quelle: Sputnik Deutschland / Copyright © Sputnik)

 

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