Die Hubble Konstante beschreibt die Geschwindigkeit mit der unser Universum expandiert, doch es gibt ein großes Problem damit, das schon seit vielen Jahrzehnten bekannt ist, und für das man bis heute keine Erklärung gefunden hat. Denn je nachdem mit welcher Methode man die Hubble Konstante ermittelt, erhält man unterschiedliche Werte, und zwar deutlich unterschiedliche, die man nicht mit kleinen Ungenauigkeiten erklären kann (siehe dazu auch: Expansion des Universums: JWST bestätigt Hubble). Doch nun wollen Physiker:innen der Universität von Hyderabad in Indien endlich eine mögliche Erklärung gefunden haben.
Quantengravitation verantwortlich für die Hubble-Spannung?
In dem in Classical and Quantum Gravity veröffentlichten Paper gehen die Autor:innen davon aus, dass die bisherigen Messungen durchaus zuverlässig sind, sie vermuten vielmehr, dass etwas anderes hinter dem Problem steckt: Quantengravitation. Das Problem bei diesem Erklärungsversuch ist offensichtlich, selbst ohne die weitere Argumentation zu kennen, denn mit der Quantengravitation würde man im Grunde nur ein Rätsel durch ein anderes ersetzen.
Die Autor:innen der Studie schlagen vor, dass die Quantengravition die Änderungsrate beeinflusst haben könnte, sie gehen davon aus, dass es während der kosmischen Inflation keine einheitliche Inflationszone gegeben habe, laut der Idee der „Multi-Feld“-Inflation könnte sich das Universum, besonders während der Inflation, an verschiedenen Stellen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgedehnt haben. Das würde bedeuten, dass beide Methoden zur Ermittlung der Hubble-Konstanten ein korrekte Ergebnis liefern, jedoch immer nur auf die „Orte“ bezogen, die man gemessen hat.
Multi-Feld Inflation
Die Idee der Multi-Feld Inflation entstand ursprünglich, um eine andere Messabweichung zu erklären: die Anzahl der Teilchen an bestimmten Orten oder Zeiten im Vergleich zur enormen Inflationsgeschwindigkeit insgesamt. Diese Theorie könnte den Autor:innen zufolge aber auch helfen, eine Lücke in den Gleichungen zur Funktionsweise der Inflation zu erklären – und eben auch die Hubble-Spannung.
Hybrides Inflationsmodell und Quantengravitation
Zur Lösung der Hubble-Spannung, so heißt es weiter, müsse man auch das damit verbundene, sogenannte „hybride Inflationsmodell“, etablieren und validieren. Das „hybride Inflationsmodell“ beschreibt 2 Felder, eines, das sich aufbläht, und eines, das sich eher wie ein Wasserfall verhält (erst gleichmäßig voranschreitet und dann plötzlich stark abfällt). Durch die Berücksichtigung der Quantengravitation stellten sie fest, dass sie damit in der Lage waren, H0 – die aktuelle Hubble-Konstante – sowohl mit H1 (während der Inflation) als auch mit HT (während des Phasenübergangs) in Einklang zu bringen. Nur eine angepasste Gleichung mit einem Parameter für die Quantengravitation könne eine Kurve zeichnen, die alle drei Datenpunkte umfasst.
Das Problem bei dieser Erklärung
Wie gesagt würde man hier im Grunde ein Rätsel durch ein anderes ersetzen, denn die Quantengravitation ist bisher selbst „nur“ eine unbewiesene Theorie, ein Versuch der Wissenschaft, die Quantenmechanik und die Relativitätstheorie in Einklang zu bringen, was bisher jedoch nicht gelungen ist. Zu den Hauptproblemen zählt dabei die Tatsache, dass man bisher keinen Weg finden konnte, die Gravitation in Quanten zu zerlegen, was aber die Grundlage der Quantenmechanik darstellt.
Video-Empfehlung / Weiterführende Informationen
Wenn es um Themen wie Quantengravitation und ähnliches geht wird es langsam „etwas komplexer“ und mit dem üblichen Schulwissen kommt man nicht mehr sehr weit (also außer man hat Physik studiert), auch ich kann nicht behaupten das alles problemlos zu verstehen, wenn man aber etwas tiefer in diese Materie eintauchen möchte, kann ich die Video-Reihe „Von Aristoteles zur Stringtheorie“ von Josef M. Gaßner empfehlen. Dabei wird wirklich ganz vorne angefangen (eben bei Aristoteles) und mit der Zeit wird es langsam aber sicher immer komplexer, ab ca Episode 30 musste ich btw auch jede Folge mehrfach ansehen (lohnt sich aber 😀), also nicht aufgeben. Aktuell gibt es 102 Episoden, Tendenz steigend.
