Beeinflusst ein verstecktes Spiegel-Universum unsere Welt?

Einer der fundamentalen Parameter unseres Universums ist die Hubble-Konstante H0. Sie gibt die Geschwindigkeit an, mit der sich ferne Objekte von uns wegbewegen und bestimmt damit das Schicksal des gesamten Universums. Heute wissen wir, dass es sich nicht um eine Konstante im engen Sinn handelt, da sich H0 mit der Zeit verändert.

Allerdings hat die Wissenschaft ein fundamentales Problem mit ihr. Je nachdem, wie man sie misst, unterscheidet sich ihr Wert. Dabei wächst der Unterschied zwischen den Messverfahren sogar, je genauer die Messungen ausfallen. Berechnet man H0 aus dem Standardmodell der Kosmologie (Lambda Cold Dark Matter, ΛCDM) , ergeben sich deutlivh niedrigere Werte, als wenn man die tatsächliche Geschwindigkeit ferner Objekte präzise misst. Kosmologen versuchen, diese Diskrepanz aufzulösen, indem sie unser aktuelles kosmologisches Modell ändern. Die Herausforderung besteht allerdings darin, dass dieses Modell ansonsten ziemlich gute Vorhersagen über die Realität liefert. Man muss es also ändern, ohne Diskrepanzen an anderer Stelle zu verursachen.

Dafür hat ein Team der University of New Mexico und der University of California, Davis, nun womöglich einen interessanten Weg gefunden. Die Forscher greifen dazu auf die kosmische Hintergrundstrahlung (Cosmic Microwave Backgriund, CMB) zurück, das “Echo des Urknalls”. Die Temperatur- und Polarisationsmuster des CMB wurden hauptsächlich während der Rekombinationsperiode des Universums geprägt, als sich Elektronen und Ionen zu neutralen Atomen zusammenschlossen. Die Längenskala dieser Muster bestimmt H0, lässt sich jedoch nur schätzen, indem man bestimmten Prozessen wie der Rate der Photonen-Elektronen-Streuung während der Rekombination und der damaligen Expansionsrate des Universums Werte zuordnet.

In der neuen Studie zeigt das Team, dass es durch eine geeignete Skalierung der diesen Prozessen zugewiesenen Werte einen von der ΛCDM abgeleiteten H0-Wert erhalten, der mit dem aus der Rotverschiebung (also der Geschwindigkeit ferner Objekte) abgeleiteten Wert übereinstimmt. Bei dieser Art von Veränderung würden alle anderen physikalischen Konstanten gleich bleiben. Fast alle – die relativen Häufigkeiten von Deuterium und Helium im Universum sagt das veränderte Modell falsch vorher. Dieses Problem, meint das Team, wäre aber einfacher zu lösen als die H0-Diskrepanz.

Wenn das Universum diese Symmetrie irgendwie ausnutzt, kommen die Forscher zu einer äußerst interessanten Schlussfolgerung: dass es ein Spiegeluniversum gibt, das dem unseren sehr ähnlich, aber für uns unsichtbar ist – außer durch den Gravitationseinfluss auf unsere Welt. Ein solcher “spiegelnder” dunkler Sektor würde eine effektive Skalierung der Gravitationsraten im freien Fall ermöglichen und gleichzeitig die heute genau gemessene mittlere Photonendichte respektieren. “In der Praxis ließe sich diese Skalierungssymmetrie nur durch die Einbeziehung einer Spiegelwelt in das Modell realisieren – ein Paralleluniversum mit neuen Teilchen, die alle Kopien bekannter Teilchen sind”, so Francis-Yan Cyr-Racine von der University of New Mexico. “Die Idee der Spiegelwelt kam erstmals in den 1990er Jahren auf, wurde aber bisher nicht als mögliche Lösung für das Problem der Hubble-Konstante erkannt. “Das mag auf den ersten Blick verrückt erscheinen, aber solche Spiegelwelten haben in anderen Zusammenhängen viel Beachtung gefunden, da sie zur Lösung wichtiger Probleme in der Teilchenphysik beitragen können”, erklärt Cyr-Racine. “Unsere Arbeit ermöglicht es uns, das Phänomen zum ersten Mal mit einem wichtigen Problem der Kosmologie zu verbinden.”

Der kosmische Mikrowellenhintergrund (Bild: ESA / Planck)

(Bild oben: PantherMediaSeller / depositphotos.com)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris, 54, ist Physiker und beschäftigt sich beruflich und privat schon lange mit den spannenden Phänomenen des Alls. So ist er für den redaktionellen Teil eines Weltraum-Magazins verantwortlich und hat mehrere populärwissenschaftliche Bücher über Weltraum-Themen geschrieben. Er wäre gern Astronaut geworden, musste aber aus verschiedenen Gründen auf der Erde bleiben. Ihn fasziniert besonders das „was wäre, wenn“. Sein Ehrgeiz ist es deshalb, spannende Science-Fiction-Geschichten zu erzählen, die genau so passieren könnten – und vielleicht auch irgendwann Realität werden.