Das Sonnensystem bewegt sich dreimal schneller als Wissenschaftler dachten

Eine Analyse der Verteilung von weit entfernten Radiogalaxien hat ergeben, dass sich das Sonnensystem mehr als dreimal so schnell durch den Weltraum bewegt, wie das kosmologische Standardmodell vorhersagt. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht

"Unsere Analyse zeigt, dass sich das Sonnensystem mehr als dreimal so schnell bewegt, wie die derzeitigen Modelle vorhersagen", sagte der Hauptautor der Studie, der Astrophysiker Lukas Böhme. - Dieses Ergebnis widerspricht eindeutig den Erwartungen der Standardkosmologie und zwingt uns, bisherige Annahmen zu überdenken."

Um die Bewegung des Sonnensystems zu bestimmen, untersuchte das Team die Verteilung der so genannten Radiogalaxien - entfernte Galaxien, die besonders starke Radiowellen aussenden. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht dringen Radiowellen leicht durch Staub und Gas, so dass Radioteleskope Objekte "sehen" können, die für optische Instrumente unsichtbar sind.

Wenn sich das Sonnensystem in irgendeine Richtung bewegt, kommt es zu einer subtilen "Gegenbewegung" am Himmel: In der Bewegungsrichtung werden etwas mehr dieser Quellen beobachtet. Der Effekt ist extrem schwach und erfordert sehr empfindliche Messungen.

Die Forscher nutzten Daten des europäischen Niederfrequenz-Radiointerferometers LOFAR (Low Frequency Array) sowie zwei weitere Radiobeobachtungen. Dies ermöglichte es ihnen, zum ersten Mal Radiogalaxien am gesamten Himmel so genau zu zählen. Die Wissenschaftler verwendeten eine neue statistische Technik, die berücksichtigt, dass viele Radiogalaxien aus mehreren Komponenten bestehen und daher eine einfache "Objektzählung" verzerrt sein kann. Dieser Ansatz führte zu einer realistischeren Schätzung der Fehler.

Selbst unter Berücksichtigung der größeren, ehrlicheren Fehler zeigten die kombinierten Daten der drei Radioteleskope eine Abweichung von mehr als fünf Sigma - ein Niveau statistischer Signifikanz, das in der Physik als sehr zuverlässiges Zeichen für einen echten Effekt gilt.

Die Messungen ergaben eine Dipolanisotropie - einen Unterschied in der Anzahl der Radiogalaxien in verschiedenen Richtungen -, die 3,7 Mal stärker ist als vom Standardmodell des Universums vorhergesagt. Dieses Modell beschreibt die Entstehung und Entwicklung des Kosmos seit dem Urknall und geht davon aus, dass die Materie auf großen Skalen weitgehend homogen verteilt ist.

"Wenn sich unser Sonnensystem wirklich so schnell bewegt, müssen wir grundlegende Vorstellungen über die großräumige Struktur des Universums in Frage stellen", erklärt der Mitautor der Studie, der Kosmologe Professor Dominik J. Schwartz. - Entweder ist die Verteilung der Radiogalaxien viel weniger homogen als wir dachten. So oder so, unsere Modelle wurden ernsthaft in Frage gestellt."

Die neuen Ergebnisse stimmen mit früheren Beobachtungen von Quasaren überein - den extrem hellen Kernen entfernter Galaxien, in denen supermassereiche schwarze Löcher Materie absorbieren und enorme Energie freisetzen. Dort wurde ein ähnlicher ungewöhnlicher Effekt in den Infrarotdaten gefunden, was es unwahrscheinlicher macht, dass es sich um einen einfachen Messfehler und nicht um ein Merkmal des Universums selbst handelt.