Studienfragen Big Bang (Wissenschaftler hinterfragen die Studie)

Eine Studie von Galaxienhaufen in der Nähe hat keine Verzerrungen in der uralten Mikrowellenstrahlung entdeckt, die viele Wissenschaftler mit der Entstehung unseres Universums in Verbindung gebracht haben.

Das Ergebnis könnte die gesamte Urknalltheorie in Frage stellen, aber andere Experten haben ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Ergebnisse. Sie sagen, die in der Studie verwendete Raumsonde sei nicht das ideale Instrument, um die Verzerrungen zu erkennen, und dass die Diskrepanz weniger die Probleme der Urknalltheorie widerspiegele, als vielmehr, wie wenig Wissenschafter wirklich von Galaxienhaufen wissen.

Die umstrittene Studie, geführt von Richard Lieu an der Universität von Alabama in Huntsville, ist in der Ausgabe vom 1. September des Astrophysikalisches Journal.

Urknall echo

Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) ist ein schwaches Nachleuchten, das das Universum durchdringt. Viele Wissenschaftler haben CMB-Beobachtungen als starke Beweise für den Urknall gefeiert.

Ein Schatteneffekt namens Sunyaev-Zel'dovich ist eine Verzerrung, die CMB-Photonen in Galaxienhaufen beeinflusst. Es tritt auf, wenn hochenergetische Elektronen in den Clustern in die trägeren CMB-Photonen einfallen und sie auf höhere Energieniveaus bringen.

Dies verschiebt das CMB-Spektrum innerhalb von Clustern von niedrigen zu höheren Energien. Der Mangel an Mikrowellen mit niedriger Energie in den Clustern bedeutet, dass Instrumente wie die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) im Vergleich zu außen weniger energiearme CMB-Photonen innerhalb von Clustern sehen sollten.

"Das ist der Schatteneffekt - dass bei niedrigerer Energie der CMB eine Abnahme in Richtung des Clusters hat", erklärte Niayesh Afshordi, ein Astrophysiker an der Harvard University, der nicht an der Studie beteiligt war.

Der Schatten-Test

Gemäß der Standard-Urknall-Theorie sollten die riesigen Röntgenstrahlen emittierenden Galaxienhaufen in der Nähe unserer Milchstraße diesen Schatteneffekt aufweisen.

Von 31 nahegelegenen Galaxienhaufen, die von Lieus Team untersucht wurden, zeigten jedoch nur einige von ihnen Hinweise auf die Verzerrung. Darüber hinaus behauptet das Team, dass der von ihnen entdeckte Effekt nur etwa ein Viertel des von der Theorie vorhergesagten Wertes war.

Wenn richtig, wären Lieus Ergebnisse ein schwerer Schlag für die Urknalltheorie, die derzeit die besten Modellwissenschaftler sind, um die Entstehung des Universums zu erklären, sagte der Astrophysiker David Spergel von der Princeton University, der nicht an der Studie beteiligt war.

"Das CMB ist eine der zentralen Säulen der heißen Urknall-Theorie", sagte Spergel.

Eine andere Erklärung

Aber Spergel sagt, er bezweifle ernsthaft, dass die Schlussfolgerungen von Lieus Team aus einer Reihe von Gründen richtig sind. Erstens sei WMAP, eines der Instrumente, die von Lieus Team verwendet werden, nicht das beste Instrument, um den Schatteneffekt zu erkennen, sagte Spergel. Der Schatteneffekt "tritt überwiegend auf kleinen Winkeln auf, während WMAP auf große Skalen am Himmel ausgerichtet ist", sagte er.

Zweitens haben andere Astronomen den Schatteneffekt in anderen Galaxienhaufen bestätigt, nicht nur mit WMAP, sondern auch mit bodengebundenen Radioteleskopen, die eine höhere Auflösung haben und somit besser in der Lage sind, den Effekt zu erkennen.

Lieu konterkariert, dass die Auflösung von WMAP ein Problem für weit entfernte Galaxienhaufen sein könnte, weist jedoch darauf hin, dass die von ihm untersuchten Cluster relativ nahe beieinander liegen und sicherlich nah genug sind, dass WMAP einen Schatteneffekt erkennen kann.

"Die Auflösung der WMAP ist hier keine Entschuldigung", sagte Lieu.

Afshordi, der Astrophysiker der Harvard-Universität, vermutete, dass Lieus Befunde eine wahrscheinlicherere Erklärung dafür liefern, dass es Galaxienhaufen gibt, die Wissenschaftler noch nicht verstehen.

"Ich denke, selbst wenn Lieu Recht hätte, würde uns das eher über Cluster als über die Theorie des Urknalls lehren", sagte Afshordi in einem Telefoninterview. "Cluster sind komplizierte Dinge und es gibt noch viel zu lernen."

Lieu räumt ein, dass dies eine Möglichkeit ist. "Das kaufe ich", sagte er. "Ich selbst bin zu diesem Zeitpunkt nicht bereit zu akzeptieren, dass der CMB nicht-kosmologisch ist und dass es keinen Urknall gab. Das wäre der Jüngste Tag."

Lieu sagte, dass eine unwahrscheinliche, aber mögliche Erklärung ist, dass die Galaxienhaufen, die er untersuchte, ungewöhnlich starke Sender von Radiowellen sind, die verhindern könnten, dass die Schatten gesehen werden.

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