Der galaktische Tanz offenbart, dass das Universum kleiner ist als gedacht

Galaxien befinden sich in einer massereichen Galaxiengruppe. Beim Eintritt in den Galaxienhaufen zeigen diese Galaxien eine Blauverschiebung im Vergleich zur Zentralgalaxie. Bildnachweis: Dr. Shihong Liao

Eine Studie unter Verwendung von Sloan Digital Sky Survey-Daten hat ergeben, dass das Universum möglicherweise jünger als erwartet ist, was traditionelle kosmologische Modelle durch die Analyse der Bewegungen von Weltraumgalaxien um massive Galaxienhaufen in Frage stellt.

In kosmologischen Standardmodellen beginnt die Bildung kosmologischer Strukturen mit der Entstehung kleiner Strukturen, die anschließend hierarchisch verschmelzen und zur Bildung größerer Systeme führen. Mit zunehmendem Alter des Universums neigen massereiche Galaxiengruppen und -haufen als größte Systeme dazu, an Masse zuzunehmen und einen dynamisch entspannteren Zustand zu erreichen.

Die Bewegungen der Weltraumgalaxien um diese Gruppen und Cluster liefern wertvolle Einblicke in ihren Anordnungszustand. Beobachtungen solcher Bewegungen liefern wichtige Hinweise auf das Alter des Universums.

Anhand öffentlicher Daten des Sloan Digital Sky Survey (SDSS) analysierte ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Qi Guo von den Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (NAOC) die Kinematik von Satellitenpaaren um massive Galaxienhaufen. Die Ergebnisse des Teams legen nahe, dass das Universum jünger sein könnte als vom LCDM-Modell mit kosmologischen Planck-Parametern vorhergesagt.

Diese Studie wurde veröffentlicht in Naturastronomie Am 22. Januar.

Kumulierter Anteil gebundener Paare als Funktion des Toleranzwinkels. Bildnachweis: Dr. Cheng Guo

Die Forscher untersuchten die Bewegung von Satellitenpaaren, die auf der anderen Seite massiver Galaxienhaufen positioniert waren, anhand ihrer Geschwindigkeitsversätze von der Zentralgalaxie entlang der Sichtlinie. Sie fanden einen deutlichen Überschuss an Paaren mit korrelierten Geschwindigkeitsverschiebungen im Vergleich zu Paaren mit antikorrelierten Geschwindigkeitsverschiebungen.

„Die Zunahme korrelierter Satellitenpaare weist auf das Vorhandensein kürzlich akkreditierter oder gefallener Weltraumgalaxien hin“, sagte Professor Qi Guo, korrespondierender Autor des Papiers.

Dieser Überschuss wurde auch in modernen kosmologischen Simulationen festgestellt, das Ausmaß dieses Effekts war jedoch viel geringer als in Beobachtungen. Die große Diskrepanz zwischen Beobachtungen und Simulationen legt nahe, dass massereiche Galaxienhaufen im realen Universum jünger sind.

„Da das Alter massereicher Galaxienhaufen eng mit dem Alter des Universums zusammenhängt, deuten diese Ergebnisse auf ein jüngeres Universum im Vergleich zu dem von der Planck-Kollaboration aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) abgeleiteten Universum hin“, sagte Dr. Qing Guo. , Erstautor der Arbeit.

Diese Ergebnisse stellen eine Herausforderung für das aktuelle kosmologische Modell dar und könnten wertvolle Einblicke in das Hubble-Tensorproblem liefern.

Referenz: „Younger Universe Indicated by Satellite Pair Correlations from SDSS Observations of Massive Galaxy Clusters“ von Qing Guo, Qi Guo, Marius Cotton, Shi Shao, Wenxiang Pei, Wenting Wang, Liang Gao und Jie Wang, 22. Januar 2024, Naturastronomie.
doi: 10.1038/s41550-023-02192-6