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Die Hubble-Spannung: Das Universum expandiert zu schnell und niemand weiß, warum

·5 min
Autor
weltraum.blog

Die präziseste Messung aller Zeiten bestätigt: Die Hubble-Konstante liegt bei 73,50 km/s/Mpc. Die Analyse der kosmischen Hintergrundstrahlung sagt 67 km/s/Mpc voraus. Das ist kein Messfehler mehr. Das ist eine Krise der Physik.

Am 10. April 2026 war es so weit. Die H0DN-Kollaboration veröffentlichte die genaueste direkte Messung der Hubble-Konstanten, die je gelungen ist. Der Wert: 73,50 Kilometer pro Sekunde pro Megaparsec. Die Unsicherheit: winzige 1,09 Prozent. Viele hatten gehofft, dass eine präzisere Messung die berühmte Hubble-Spannung endlich auflösen würde. Stattdessen geschah das Gegenteil. Der Widerspruch zur Vorhersage des Standardmodells wuchs auf über 5 Sigma an.

Zwei Zahlen, ein hartnäckiger Widerspruch
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Die Hubble-Konstante H₀ gibt an, um wie viele Kilometer pro Sekunde zwei Objekte auseinanderdriften, die eine Million Parsec (3,26 Millionen Lichtjahre) voneinander entfernt sind. Zwei völlig unabhängige Wege führen zu ihrer Bestimmung.

Methode 1: Die kosmische Distanzleiter. Astronomen beobachten nahe Galaxien mit veränderlichen Sternen (Cepheiden) und Typ-Ia-Supernovae, deren absolute Helligkeit bekannt ist. Diese Methode liefert Werte um 73 km/s/Mpc.

Künstlerische Darstellung der kosmischen Distanzleiter. Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard; Bildbearbeitung: D. de Martin & M. Zamani
Die kosmische Distanzleiter: Eine Abfolge sich überlappender Methoden zur Entfernungsmessung im Universum, von Cepheiden über Supernovae bis zu Galaxienhaufen. Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard; Bildbearbeitung: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)

Methode 2: Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB). Physiker analysieren den Strahlungsrest des Urknalls und berechnen daraus mit dem Standardmodell (ΛCDM), wie schnell das Universum heute expandieren müsste. Diese Methode ergibt Werte um 67 bis 68 km/s/Mpc.

Beide Ansätze sollten zum selben Ergebnis führen. Der Unterschied mag klein erscheinen, ist aber statistisch hochsignifikant. Die Diskrepanz trägt den Namen Hubble-Spannung (Hubble Tension).

Graphische Darstellung der Hubble-Spannung: Der Unterschied zwischen den Messungen des frühen und des späten Universums. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/J. Pollard
Diese Grafik zeigt die Diskrepanz zwischen den zwei Methoden zur Messung der Hubble-Konstanten, bei denen die „Brücken" des frühen und des späten Universums nicht ausgerichtet sind. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/J. Pollard

Die Frage ist: Liegt das an ungenauen Messungen? Oder steckt ein tieferes Problem mit dem Standardmodell der Kosmologie dahinter?

Die präziseste Messung aller Zeiten
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Am 10. April 2026 veröffentlichte die Kollaboration Local Distance Network (H0DN) ihre Ergebnisse in Astronomy & Astrophysics. Unter der Leitung von Stefano Casertano vom Space Telescope Science Institute kombinierten Dutzende Forscher weltweit Daten aus mehreren unabhängigen Methoden:

  • Cepheiden-Veränderliche (HST + JWST)
  • Typ-Ia-Supernovae
  • Tip of the Red Giant Branch (TRGB)
  • Gravitationslinsen-Zeitverzögerungen (VENUS-Projekt)

Das Ergebnis: H₀ = 73,50 ± 0,81 km/s/Mpc. Eine relative Unsicherheit von nur 1,09 Prozent. Die präziseste direkte Messung, die jemals durchgeführt wurde.

Aber was wäre, wenn die Messung gar nicht das Problem ist? Wenn die Annahmen dahinter der Grund für die Diskrepanz sind?

JWST räumt mit Messfehler-Hoffnungen auf
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Jahrelang hofften viele Kosmologen, die Hubble-Spannung sei ein Messfehler. Vielleicht ein Problem mit der Kalibrierung der Cepheiden, die in überfüllten Sternfeldern der Hubble-Bilder schwer einzeln aufzulösen sind („crowding").

Das JWST hat diese Hoffnung zunichte gemacht.

Das SH0ES-Team um Adam Riess (Nobelpreisträger 2011) nutzte JWSTs überlegene Auflösung im Infraroten, um mehr als 1.000 Cepheiden in fünf Supernova-Wirtsgalaxien abzubilden. Die zwischen 2024 und 2025 veröffentlichten Ergebnisse waren eindeutig: JWST bestätigte die Hubble-Messungen der Cepheiden-Entfernungen mit einer Genauigkeit, die „crowding" als Ursache der Spannung statistisch ausschließt. Das übertrifft sogar die Sicherheit, mit der die Spannung selbst existiert.

„JWST hat die Messungen von HST validiert", fasste Riess zusammen. „Die Cepheiden-Distanzen sind korrekt. Die Diskrepanz ist real."

Wenn es kein Messfehler ist, bleibt nur eine Möglichkeit: Die Erklärung muss in der Physik selbst liegen.

Auf der Suche nach der Ursache
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Die Spannung sprengt den Rahmen des ΛCDM-Modells, der aktuellen Standardtheorie der Kosmologie, die Dunkle Energie (Λ) und Kalte Dunkle Materie (CDM) umfasst.

Die führenden theoretischen Erklärungsansätze:

1. Early Dark Energy (EDE). Eine neue Form von Dunkler Energie, die nur im frühen Universum existierte, wenige hunderttausend Jahre nach dem Urknall. Sie hätte die Expansion kurzzeitig beschleunigt und den CMB-Wert künstlich erhöht. EDE-Modelle können die Spannung deutlich reduzieren, doch bisher fehlen unabhängige Belege.

2. Evolvierende Dunkle Energie. Die Dunkle Energie könnte nicht konstant sein (wie Λ annimmt), sondern sich im Laufe der kosmischen Zeit verändern. Ein chinesisches Team um Yun Chen veröffentlichte im März 2026 einen neuen mathematischen Rahmen, der diese Möglichkeit untersucht.

3. Neue Teilchen oder Wechselwirkungen. Modifikationen der Physik des frühen Universums: exotische Teilchen, veränderliche Elektronenmasse, primordiale Magnetfelder oder neue Wechselwirkungen zwischen Dunkler Materie und Dunkler Energie.

4. Systematischer Fehler in der CMB-Analyse. Die Möglichkeit, dass die Planck-Mission die CMB-Daten falsch interpretiert hat. Dies gilt jedoch als unwahrscheinlich, da unabhängige CMB-Experimente (ACT, SPT) konsistente Werte liefern.

Marc Kamionkowski von der Johns Hopkins University bringt es auf den Punkt: „Die Hubble-Spannung könnte darauf hindeuten, dass unser Bild vom frühen Universum unvollständig ist. Vielleicht gab es eine neue Komponente, Early Dark Energy, die dem jungen Kosmos einen unerwarteten Schub gegeben hat. Theoretiker haben die Lizenz, kreativ zu sein."

Konsequenzen für die Kosmologie
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Die Hubble-Spannung ist kein Randproblem. Sie rüttelt am Fundament des ΛCDM-Modells, das seit über zwei Jahrzehnten als Standardtheorie der Kosmologie gilt. Sollte sich herausstellen, dass ΛCDM modifiziert werden muss, hätte das weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis von Dunkler Energie, Dunkler Materie und der Entwicklung des Universums.

Die nächste Generation von Beobachtungen steht bereits in den Startlöchern. Das Nancy Grace Roman Space Telescope (Start frühestens 2027) wird mit seinen Weitfeldaufnahmen Tausende von Supernovae und Milliarden von Galaxien vermessen. Das Vera C. Rubin Observatory in Chile wird ab 2026 den gesamten Südhimmel in nie dagewesener Tiefe durchmustern. Wir stehen an einem Wendepunkt. Die Hubble-Spannung ist kein Ärgernis mehr. Sie zwingt uns, die Grundlagen der Kosmologie neu zu denken.


Quellen
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  1. H0DN Collaboration (Casertano, S. et al.). „The Local Distance Network." Astronomy & Astrophysics, April 2026. DOI: A&A 57993-25 — H₀ = 73,50 ± 0,81 km/s/Mpc bei 1,09 % Unsicherheit
  2. Riess, A. et al. (SH0ES Team). „JWST Validates HST Distance Measurements." The Astrophysical Journal, 2024. arXiv:2408.11770 — Cepheiden-Überprüfung schließt „crowding" mit >7σ aus
  3. ScienceDaily: The Universe is expanding too fast (April 2026)
  4. Secrets of the Universe: The Most Precise Measurement in Cosmology (April 2026)
  5. Chen, Y. et al. (2026). „New framework suggests dark energy could be evolving." The Astrophysical Journal. Phys.org
  6. Scientific American: The Hubble Tension Is Becoming a Hubble Crisis (2025)

Bildnachweise:

  • Titelbild/Ladder: Künstlerische Darstellung der kosmischen Distanzleiter. Credit: CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/J. Pollard; Bildbearbeitung: D. de Martin & M. Zamani (NSF NOIRLab)
  • Tension-Grafik: Vergleich der Expansionsmessungen des frühen und späten Universums. Credit: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/J. Pollard
Dieser Beitrag wurde mit Unterstützung von KI erstellt und vor Veröffentlichung geprüft