Hat sich die Expansion des Universums jemals verlangsamt?

Hat sich die Expansion des Universums jemals verlangsamt?

Das Universum hat sich seit dem Urknall immer weiter ausgedehnt. Heute beschleunigt sich die Expansion. Gab es einen Zeitpunkt, an dem sich die Expansion des Universums verlangsamte? Woher wissen wir das? Wir wissen auch, dass eine beschleunigte Weltraumexpansion das „Pumpen“ durch dunkle Energie erfordert. Erfordert eine verlangsamte Expansion eine solche Ursache?

Die Berkeley-Webseite „ BOSS Quasars enthüllen eine neue Ära in der Expansionsgeschichte des Universums “ hat dieses Bild und diese Bildunterschrift:

„Bis vor kurzem konnten dreidimensionale Karten von BOSS und andere Vermessungen die regelmäßige Verteilung von Galaxien bis zurück zu einem Durchschnitt von vor etwa fünfeinhalb Milliarden Jahren messen, einer Zeit, als sich die Expansion des Universums bereits beschleunigte. BOSS's Quasarmessungen (roter Kreis, links) haben nun durch Messung der Verteilung von intergalaktischem Gas die Struktur des frühen Universums zu einer Zeit erkundet, als sich die Expansion unter dem Einfluss der Schwerkraft noch verlangsamte.Die Quasardaten geben einen neuen Zugang zum Übergang von Verzögerung bis Beschleunigung, verursacht durch dunkle Energie. (Grafik von Zosia Rostomian, Lawrence Berkeley National Laboratory, und Nic Ross, BOSS Lyman-Alpha-Team, Berkeley Lab)"

Siehe auch: „ The clustering of galaxies in the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: Baryon Acoustic Oscillations in the Data Release 9 Spectroscopic Galaxy Sample “ (29. März 2012), von Anderson, Aubourg, Bailey, Et Al.:

" 1 EINFÜHRUNG

Die Erklärung der späten Beschleunigung der Expansionsrate des Universums (Riess et al. 1998; Perlmutter et al. 1999) ist eines der verwirrendsten Probleme der modernen Physik. Alle bekannten Versuche erfordern exotische Zutaten: eine neue, sehr kleine Energieskala in einem kosmologischen konstanten oder massearmen Feld, eine Änderung der Allgemeinen Relativitätstheorie, um die Schwerkraft auf großen Skalen oder bei niedrigen Dichten zu schwächen, oder zusätzliche Dimensionen der Raumzeit. Aufschluss über die Ursache liefern empirische Beobachtungen durch präzise Messungen der Expansionsgeschichte und des zeitlichen Wachstums der kosmologischen Struktur (z. B. Kolb et al. 2006).

Eine der wichtigsten Methoden zur Messung der Expansionsgeschichte besteht darin, Merkmale in der Clusterbildung von Galaxien in Galaxienvermessungen als Lineal zu verwenden, mit dem die Beziehung zwischen Entfernung und Rotverschiebung gemessen wird. Das Erhalten präziser Entfernungsmessungen ist eine seit langem bestehende Herausforderung in der Astronomie, und das Signal der Baryon Acoustic Oscillations (BAO) in der Zweipunkt-Clusterbildung von Galaxien bietet eine besonders robuste Messgröße. Die BAO entstehen, weil die Kopplung von Baryonen und Photonen durch Thomson-Streuung im frühen Universum akustische Oszillationen zu frühen Zeiten ermöglicht, was wiederum zu einer reichen Struktur in der Verteilung von Materie und den Anisotropien der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) führt. Die Entfernung, die akustische Wellen in den ersten Millionen Jahren des Universums ausbreiten können, wird zu einem charakteristischen Mitbewegungsmaßstab ...".

Die Webseite von SDSS III „ BOSS: Dark Energy and the Geometry of Space “ erklärt:

"... Wenn die Vermessung abgeschlossen ist, werden die Fehler bei den BOSS-Messungen weiter reduziert, und wir werden auch den BAO bei mehreren anderen Rotverschiebungen messen.

Mit der akustischen Skala als physikalisch kalibriertem Lineal bestimmt BOSS den Winkeldurchmesserabstand mit einer Genauigkeit von 1 % bei Rotverschiebungen z = 0,3 und z = 0,55 anhand der Verteilung von Galaxien. Es wird auch die Verteilung der Quasar-Absorptionslinien bei z = 2,5 messen, was eine Messung des Winkeldurchmesserabstands bei dieser Rotverschiebung mit einer Genauigkeit von 1,5 % ergibt. Es wird auch die kosmische Expansionsrate H(z) mit 1-2% Genauigkeit bei denselben Rotverschiebungen messen. Diese Messungen werden anspruchsvolle Tests für Theorien der Dunklen Energie und den Ursprung der kosmischen Beschleunigung liefern.

Pressemitteilung: „ Astronomen des Sloan Digital Sky Survey machen die bisher präziseste Messung des expandierenden Universums “ (7. April 2014):

„… Delubac erklärt, dass „wir die Expansionsrate im jungen Universum mit einer beispiellosen Genauigkeit von 2 Prozent gemessen haben.“ Die Messung der Expansionsrate des Universums über seine gesamte Geschichte hinweg ist der Schlüssel zur Bestimmung der Natur der dunklen Energie dafür verantwortlich, dass diese Expansionsrate in den letzten sechs Milliarden Jahren zugenommen hat. "Durch die Untersuchung des Universums, als es nur ein Viertel seines heutigen Alters war, hat BOSS einen wichtigen Anker gesetzt, um es mit neueren Expansionsmessungen zu vergleichen, da dunkle Energie Fuß gefasst hat “, sagt Delubac.

BOSS bestimmt die Expansionsrate zu einem bestimmten Zeitpunkt im Universum, indem es die Größe der baryonischen akustischen Oszillationen (BAO) misst, einer Signatur, die in die Art und Weise eingeprägt ist, wie Materie verteilt wird und die aus Schallwellen im frühen Universum resultiert. Dieser Abdruck ist in der Verteilung von Galaxien, Quasaren und intergalaktischem Wasserstoff im gesamten Kosmos sichtbar.

...

Mit genügend guten Quasarspektren, die dicht genug beieinander liegen, kann die Position der Gaswolken dreidimensional abgebildet werden. BOSS bestimmt die Expansionsrate, indem es diese Karten verwendet, um die Größe des BAO-Musters in verschiedenen Epochen der kosmischen Zeit zu messen. Diese neuen Messungen liefern Schlüsseldaten für Astronomen, die nach der Natur der dunklen Energie suchen, von der postuliert wird, dass sie die Zunahme der Expansionsrate des Universums antreibt.