Der Unterschied in der Expansionsrate des Universums ist eines der größten kosmologischen Rätsel. Eine neue Studie hat eine interessante Lösung gefunden, indem sie eine modifizierte Schwerkrafttheorie und einen beunruhigenden „Supervoid“, in dem sich die Milchstraße befindet, anwendet. Von unserem Standpunkt auf der Erde aus scheinen sich Galaxien aufgrund der Expansion des Universums schnell von uns zu entfernen. Allerdings ist die Geschwindigkeit, mit der sich Galaxien ausdehnen, nicht statisch – das Hubble-Lemaître-Gesetz beschreibt, dass sich weiter von der Erde entfernte Galaxien viel schneller von der Erde entfernen als Galaxien, die näher bei uns sind.

Seit einigen Jahrzehnten versuchen Astrophysiker, eine Gleichung aufzustellen, die dies mithilfe eines Wertes beschreibt, der Hubble-Konstante genannt wird. Es gibt die Geschwindigkeit in Kilometern pro Million Parsec (km/s/Mpc) an – im Wesentlichen bewegt sich eine Galaxie, die 2 Mpc von der Erde entfernt ist, doppelt so schnell wie eine Galaxie, die 1 Mpc von der Erde entfernt ist.

Einige Astronomen haben vorhersehbare Supernovae verwendet, um die Hubble-Konstante im relativ nahen Universum zu messen, und sind auf einen Wert von etwa 73 km/s/Mpc gekommen. Andere Astronomen haben die Hubble-Konstante im fernen Universum gemessen, indem sie die durch den Urknall erzeugte Hintergrundstrahlung untersuchten, und einen Wert von etwa 67,5 km/s/Mpc erhalten. Das Problem besteht darin, dass mit fortschreitender Technologie die Unsicherheiten bei beiden Technologien immer weiter abnehmen, es aber selbst unter Berücksichtigung der bekannten Beschleunigung der Expansion keinen Raum für Überschneidungen in ihrer Divergenz gibt. Dies führt zu einem Problem, das als Hubble-Spannung bekannt ist.

Eine neue Studie schlägt jedoch einen Weg vor, die Hubble-Spannung zu lösen. Laut Forschern der Universitäten Bonn und St. Andrews müssen wir möglicherweise über unseren Platz im Universum nachdenken und einige vorgefasste Meinungen hinterfragen.

Vor etwa einem Jahrzehnt entdeckte ein Team von Astronomen, dass sich unsere Galaxie in einem riesigen Vakuum zu befinden scheint, in dem es weitaus weniger Materie gibt als anderswo im Universum. Dies liegt daran, dass die Materie nicht gleichmäßig im Universum verteilt ist – sie neigt dazu, sich in Klumpen auszubreiten, wie ein riesiger Schwamm. Wir leben zufällig in einer Lufttasche dieses Schwamms.

Ein möglicher Nebeneffekt davon ist, dass das Material in der supergroßen Blase vom dichteren Material um die Blase herum angezogen wird. Daher bewegt sich nahe Materie (d. h. Galaxien) schneller als weiter entfernte Materie, was die Ursache für die Hubble-Spannung ist.

Dieses blaue Netz repräsentiert die Verteilung der Materie im Universum und jeder gelbe Punkt repräsentiert eine Galaxie. Der grüne Punkt stellt die Position der Milchstraße innerhalb einer relativ leeren „Blase“ dar, in der andere Galaxien in der Nähe möglicherweise in Richtung des dichteren Materials am Rand der Blase gezogen werden (über den roten Pfeil).

Allerdings ist es nicht so einfach – damit diese Erklärung funktioniert, müssen Astronomen auch über das Gesetz der Schwerkraft nachdenken. Als das Team eine andere Gravitationstheorie namens „Modified Newtonian Dynamics“ (MOND) anwendete, verschwand die Hubble-Spannung vollständig und die beobachteten Unterschiede konnten vollständig durch unregelmäßig verteilte Materie erklärt werden.

Dies ist jedoch nicht nur ein praktischer Mathematiktrick. MOND hat als legitime Theorie einen Präzedenzfall und Beweise dafür wurden in mehr als 150 Galaxien, bestimmten Sternhaufen und sogar Planeten in unserem eigenen Sonnensystem gefunden. Es könnte auch die Merkwürdigkeiten der Dunklen Materie erklären, einer mysteriösen Substanz, die Experimenten zu ihrem Nachweis entgangen ist. Tatsächlich macht Super-Oid selbst laut Standardmodell keinen Sinn – aber unter MOND ist es machbar.

Obwohl es immer mehr Beweise für MOND gibt, handelt es sich immer noch nicht um eine allgemein akzeptierte Theorie. Es muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um diese Idee zu testen und zu prüfen, ob sie einige der größten Rätsel im Universum lösen könnte.

Die Forschung wurde in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.