Eine neue Methode hilft, kosmologische Entfernungen genauer zu messen

Mar 29, 2024

Nach einer komplexen statistischen Analyse von rund einer Million Galaxien gelang es einem Forscherteam mehrerer chinesischer Universitäten und der Universität Cordobadie Ergebnisse der Studie veröffentlichen in der Zeitschrift Nature Astronomy. Seit über zwei Jahren arbeiteten sie an dem Projekt, das die Bestimmung kosmologischer Entfernungen mit einem neuen und höheren Maß an Präzision ermöglichen soll.

Die Studie entwickelte eine neue Methode, um herauszufinden, was werden Baryon Acoustic Oscillations (BAO) genannt. Diese Wellen, deren Existenz erstmals 2005 nachgewiesen wurde, sind eine der wenigen Spuren des Urknalls, die noch im Kosmos nachweisbar sind. Sie breiten sich in den ersten 380.000 Lebensjahren des Universums aus und dehnen sich wie Schallwellen durch Materie aus, die so heiß ist, dass sie sich wie eine Flüssigkeit verhält, ähnlich wie wenn ein Stein in einen Teich geworfen wird. Anschließend dehnte sich das Universum aus und kühlte sich so weit ab, dass diese Wellen in der Zeit eingefroren wurden.

Das Interessante an diesen Schwingungen, Zeugen fast der gesamten Geschichte des Kosmos, ist, dass ihre genaue Dauer bekannt ist (500 Millionen Lichtjahre), sodass sie derzeit sehr nützlich für die Messung kosmologischer Entfernungen basierend auf dem Abstand zwischen Galaxien sind. Sie erkennen und ihre Größe bestimmen zu können, ist daher von größter Bedeutung, um das Universum bis zu sehr weit entfernten Punkten korrekt abzubilden.

„Die Ergebnisse dieser Studie ermöglichen es uns nun, diese Wellen mit einer neuen und unabhängigen Methode zu erkennen. Durch die Kombination der beiden können wir kosmische Entfernungen mit größerer Präzision bestimmen“, erklärte Antonio J. Cuesta, Forscher an der Abteilung für Physik und der einzige spanische Autor der Studie.

Diese neue Studie analysierte mithilfe statistischer Methoden eine Datenbank mit etwa einer Million Galaxien und legte dabei besonderes Augenmerk auf zwei sehr unterschiedliche Faktoren: die Elliptizität der Galaxien und die Dichte um sie herum.

Aufgrund der Anziehungskraft der Schwerkraft dehnen sich Galaxien aufgrund ihrer Ausrichtung normalerweise dorthin aus, wo sich eine größere Anzahl anderer Galaxien befindet. Es gibt jedoch bestimmte Orte im Universum, an denen dieser Effekt nicht so stark ist. „An den Punkten, an denen Galaxien nicht dorthin zeigen, wo sie hin sollten, zeigen Statistiken, dass sich die Baryonen-Akustikoszillationen befinden, da diese Wellen auch als Anziehungspunkte der Schwerkraft wirken“, erklärte Cuesta.

„Die erste praktische Anwendung, die diese Studie haben könnte, besteht darin, genauer zu bestimmen, wo sich die Galaxien befinden und wie weit sie von der Erde entfernt sind. Aber in gewisser Weise blicken wir auch in die Vergangenheit“, erklärte der Forscher.

Dieser neue Ansatz für akustische Baryonenoszillationen ist der Schlüssel zur Beantwortung einiger der großen Fragen zum Universum und öffnet neue Türen in die Welt der Astronomie. Die Bestimmung kosmologischer Entfernungen bietet wiederum neue Hinweise auf die Geschichte der Expansion des Universums und hilft uns, seine Zusammensetzung im Hinblick auf dunkle Materie und Energie zu verstehen, zwei der schwer fassbaren und rätselhaftesten Komponenten des Kosmos.

- Diese Pressemitteilung wurde von der Universität Córdoba bereitgestellt