Eine aktuelle Studie, veröffentlicht in Physical Review Letters, zeigt Diskrepanzen zwischen Beobachtungsdaten und dem Standard-Kosmologischen Modell der Entwicklung des Universums, was die Notwendigkeit neuer Physik nahelegt.
Astrophysiker analysierten großräumige Strukturen wie Galaxienhaufen und fanden Inkonsistenzen in der Bildung kosmischer Strukturen. Das Lambda-CDM-Modell, das die Entwicklung des Universums über 13,8 Milliarden Jahre beschreibt, umfasst kalte Dunkle Materie, gewöhnliche Materie, Strahlung und eine kosmologische Konstante, die mit Dunkler Energie verbunden ist.
Obwohl das Lambda-CDM-Modell viele kosmische Beobachtungen erfolgreich erklärt hat, kann es die kosmische Inflation, die Natur der Dunklen Energie und Dunkler Materie nicht erklären. Jüngste Beobachtungen zeigen anomale Phänomene, die mit diesem Modell unvereinbar sind.
Die neuen Ergebnisse hoben Diskrepanzen in direkten und indirekten Messungen der Expansionsrate des Universums sowie in der Ansammlung von Materie hervor, die für die Bildung großräumiger Strukturen erforderlich ist. Darüber hinaus gibt es Hinweise darauf, dass Dunkle Energie über lange Zeiträume hinweg nicht konstant bleibt.
Die Analyse zeigte, dass das Wachstum kosmischer Strukturen langsamer erfolgt als vom Standardmodell vorhergesagt. Es wurden jedoch keine Beweise gefunden, die Veränderungen in der Dunklen Energie unterstützen, was darauf hindeutet, dass sie eine kosmologische Konstante bleibt.
Bezüglich der Expansionsrate des Universums stimmen die Daten nicht mit lokalen Messungen überein, was auf Unterschiede über große Entfernungen hinweist. Astrophysiker bemerkten ein bedeutendes Problem: das langsamere Wachstum kosmischer Strukturen im späten Universum im Vergleich zum frühen Universum, das nicht durch die vermutete Konstanz der Dunklen Energie erklärt werden kann.
Die Wahrscheinlichkeit, dass das langsamere Wachstum kosmischer Strukturen ein Zufallsereignis ist, beträgt etwa 1 zu 300.000, was impliziert, dass ein unerklärliches Phänomen auf die Existenz neuer Physik hinweisen könnte.
Dies könnte mit der geheimnisvollen Natur der Dunklen Materie zusammenhängen, die möglicherweise aus hypothetischen Axion-Teilchen besteht, oder auf Wechselwirkungen zwischen Dunkler Materie und gewöhnlicher Materie über die Gravitation hinaus hindeuten. Solche Erklärungen könnten das beobachtete langsame Wachstum großräumiger Strukturen klären.
Die Ergebnisse der Studie stellen das aktuelle Verständnis der Bildung kosmischer Strukturen und des Standard-Kosmologischen Modells in Frage. Astrophysiker betonen die Notwendigkeit weiterer Daten, um zu klären, ob bestehende Modelle überarbeitet werden müssen.