Diskrepanz in der Hubble Konstante

Es gibt ein neues Paper von Wendy L. Freedman zum Thema. Vereinfacht ist die Aussage wohl die, dass die Diskrepanzen sich mit der Zeit verflüchtigen könnten, wenn größere Teleskope die absolute Helligkeit von 1a Supernovae (bzw. Cepheiden-Beobachtung?) genauer kalibrieren:


Auf dieses Paper bin ich via

www.youtube.com

Hubble is fixed! And is the crisis in cosmology over?! | Night Sky News July '21

From how to spot the Perseids meteor shower, to fixing the Hubble Space Telescope, to billionaire space flights, free-floating planets, a new type of Superno...
www.youtube.com www.youtube.com

gestoßen, ab Minute 25:20. Edit: Die Autorin hat wohl die neuesten GAIA-Daten benutzt um die Daten von 1a Spernova e neu zu kalibrieren und erzielt eine Übereinstimmung mit der Berechnung auf Basis der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung. Andererseits weichen die Berechnungen auf Basis Cepheiden-Beobachtungen weiterhin ab.

Thomas
 
Zuletzt bearbeitet:
Ein neues, umfangreiches paper (Riess et al. 2022) basierend auf 1700 SN Messungen über große Rotverschiebungsbereiche hinweg findet weiterhin eine diskrepanz zu Planck auf dem 5-sigma Niveau:

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac5c5b/pdf

"We find a 5σ difference with the prediction of H0 from Planck cosmic microwave background observations under ΛCDM, with no indication that the discrepancy arises from measurement uncertainties or analysis variations considered to date. The source of this now long-standing discrepancy between direct and cosmological routes to determining H0 remains unknown."

Begleitend dazu Brout et al. 2022:

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ac8e04
 
Hallo zusammen,

eine Offtopic-Frage. In der Physik wird von 5 Sigma gesprochen. Bedeutet das +/- 2,5 Sigma oder wirklich +/- 5 Sigma?

Schöne Grüße
Alex
 
Zitat von Alexander_Funk:
In der Physik wird von 5 Sigma gesprochen. Bedeutet das +/- 2,5 Sigma oder wirklich +/- 5 Sigma?
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.
Das bedeutet +/- 5 Sigma.

Bei einer Normalverteilung liegen dann theoretisch 0,999999426697 der Ereignisse innerhalb, und 0,000000573303 außerhalb dieses Bereichs.

Standard Deviation

Ob aber Messwerte tatsächlich rein statistisch und dann auch noch normalverteilt sind, ist gewöhnlich nur eine fromme Hypothese.
 
Zuletzt bearbeitet:
Moin,

ui - viel Material zum Lesen.

Aber, wenn man die Menge an Information in Allgemeindeutsch zusammenzufassen versucht heißt das doch, dass damit die Datenbasis für die berechnete Abweichung der Hubble-Konstante nicht nur was die Anzahl der einzelnen Proben (SN's) angeht sondern auch deren Staffelung nach Entfernung (Rotverschiebung) massiv ausgeweitet wurde und trotzdem oder eben deshalb die Abweichung wie in anderen zitierten Arbeiten bestätigt wurde. Peter hat es ja vorgerechnet, 5 Sigma Sicherheit sind schon ein Brett.

Damit wird das Risiko dass man durch in der Wahl der Probe oder andere im beobachteten Auswahlfeld von SN's liegende systematische oder stochastische Fehler genarrt wurde, stark reduziert, zudem wurde das eigentliche Beurteilungsverfahren ja eingehendst auf Fehler untersucht.

An der Existenz der Abweichung zu zweifeln wird damit immer schwerer - letztlich muss der Fokus auf den Mechanismus konzentriert werden, der sie verursacht, wenn man denn spätestens ab jetzt davon ausgehen muss, dass es sich nicht um einen Messeffekt handelt.

Somit darf man zudem gespannt sein, was die alterantiv vorgeschlagenen (weiter oben im Thread schon angesprochenen) Detektionswege ergeben, wenn man diese mit den Ergebnissen dieser Studien sowie dem Ergebnis des Standardmodells vergleicht.
Führen sie zu einem der beiden nun bekannten und weiter untermauerten Ergebnisse oder gibt es weitere "Äste" zu denen diese dann unabhängig von beiden bekannten Erhebungswegen gewonnenen Daten führen?
Wenn wir dann zum Schluß unabhängig voneinander ermittelt 4 verschiedene Hubble-Konstanten haben wird es spanned... Stützen die neuen Messverfahren aber eine der beiden jetzt gewonnenen Werte, wird es interessant sein zu erklären, warum der andere so "daneben" liegt, vielleicht eröffnet sich aber auch ein Weg zur Erklärung - es wird nicht langweilig, obwohl solche Papers vor dem Frühstück schon schwer im Magen liegen ...

CS
Jörg
 
Mal ne Frage:

Man geht ja bei den Entfernungsmessungen mit Hilfe von Supernovae des Typs Ia davon aus, dass diese alle die gleiche Helligkeit haben. Nun sind aber die weißen Zwerge, die Vorläufersterne dieser Supernovae waren, durchaus unterschiedlich: Die vergleichsweiße nahen weißen Zwerge bis zu vielleicht 1Gpc Entfernung haben tendenziell deutlich mehr schwerere Elemente als die weißen Zwerge, die sich in Galaxien mit großen Rotverschiebung von z = 2 oder darüber befinden. Das könnte doch dann auch einen Einfluss auf die Helligkeit einer Ia-Supernova sein.


Außerdem geht man nach meinem Kenntnisstand von zwei verschiedenen Szenarien aus, die zu einer Ia-Supernova führen.

(1) Weißer Zwerg zieht Materie von einem Roten Riesen zu sich rüber, bis er die Chandrasekhar-Massengrenze überschreitet und dann scheppert es.
(2) Zwei weiße Zwerge kommen auf Spiralbahnen immer näher und vereinigen sich, wobei die Chandrasekhar-Massengrenze überschritten.

Für scheint plausibel, dass das Häufigkeitsverhältnis von (1) zu (2) im frühen Universum ein anderes ist als im aktuellen Universum. Denn für Szenario (2) muss schlicht und einfach mehr Zeit vergehen.

Könnte das ein Ansatz für die Erklärung der Hubble-Diskrepanz sein oder werden die beschriebenen Umstände in den Modellen schon längst berücksichtigt ?

Viele Grüße
Martin
 
Hallo Martin, ohne jetzt im einzelnen auf deine Punkte einzugehen, würde ich davon ausgehen, dass das alles in dem oben berichteten Papier von Riess et al. berücksichtigt wurde. Solche Effekte, wie eine mögliche Variation der Metallizität mit dem kosmologischen Abstand oder der Variation der absoluten Helligkeit von 1a-Supernovae, werden ja durch das Verfahren der Cosmic Distance Ladder automatisch kalibriert.

Dazu gehört neuerdings auch die absolute geometrische Kalibrierung der Entfernung von Megamaser Quellen wie M106. Damit kann man sich immer weiter von solchen modellabhängigen Effekten freimachen.

Gruß, Peter
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Peter,

danke für den Hinweis. Der Wikipedia-Artikel zu Cosmic Distance Ladder thematisiert aber im Abschnitt "Standard Candels/Problems aber auch die Schwierigkeiten dieser Kalibrierung und folgert, dass damit die Schlussfolgerungen zu den kosmologischen Parametern, zu denen ja auch die Hubble-Konstante gehört, verfälscht sein könnten.

Viele Grüße
Martin
 
Guten Abend zusammen,

angenommen diese Diskrepanz existiert wirklich (also keine Messunsicherheiten, sonstige Störeinflüsse).
Gibt es schon Hypothesen/Theorien, die das erklären?

Viele Grüße
Alex
 
Zitat von Alexander_Funk:
angenommen diese Diskrepanz existiert wirklich (also keine Messunsicherheiten, sonstige Störeinflüsse).
Gibt es schon Hypothesen/Theorien, die das erklären?
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.
Der gesamte Thread hier und insbesondere die oben in Post #68 aufgeführten Artikel befassen sich ja mit dieser Frage.

Eine mögliche Erklärung für die scheinbare Diskrepanz wäre, dass wir uns in einer lokalen Blase mit vom kosmologischen Mittelwert abweichenden Parametern befinden. Das wäre dann eine lokale Verletzung des kosmologischen Prinzips.

Es gibt zahlreiche "extended models", mit denen man formal die Hubble tension reduzieren kann. Aber wenn sich das nicht aus allgemein anerkannten Prinzipien herleitet, überzeugt das alles nicht.

Solange wir bei den dunklen Komponenten noch völlig im Dunkeln tappen, erwarte ich da auch keinen Durchbruch.

Da müssen wir wohl erst mal Ergebnisse von großen Messprogrammen abwarten:

Dark Energy Survey

Vera C. Rubin Observatory

Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)

Euclid

Nancy Grace Roman Space Telescope
 
Ich poste mal dieses Video hier, ein Interview mit Nobelpreisträger Adam Riess, Mitentdecker der beschleunigten Expansion des Weltraums:

www.youtube.com

Runaway Universe: Tensions Between Measurements & Predictions of the Hubble Constant. Einstein Wrong

#329 #HubbleTension #HubbleConstant #darkenergy Adam Riess is a renowned astrophysicist recognized for his groundbreaking research on the expansion of the un...
www.youtube.com www.youtube.com

Hab' selbst noch nicht gesehen, bin aber gespannt.

Thomas

P.S. Fachliche Diskussion beginnt etwa bei Stelle 22:10
 
Zuletzt bearbeitet:
Vorsicht Gerüchteküche: In der letzten Sitzung der American Physical Society gab es einen Vortrag der renommierten Astrophysikerin Wendy Freedman (5 Tage jünger als ich, also im besten Alter ;) ) mit der Aussage, dass sich die Hubble-Tension aufgrund neuer Daten des JWST auflöst.

Aber nur ein Vortrag, noch kein Paper. Bin gespannt (Tension!) ob das demnächst „hochkocht“.

Thomas

IMG_1783.jpeg
 
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Reaktion: hhh
Die Analyse von W. Freedmann gelangt zu einem Wert von Ho von 68,8 bis 71,1 km/s/Mpc. Für die Bestimmung werden nicht nur Cepheiden genutzt, sondern auch zwei weitere Arten von Standardkerzen. TRGB- und JAGB Sterne. TRGB Sterne erzeugen am Ende ihrer Evolution einen Heliumblitz aufgrund einer Kernfusion und ihre Leuchtkraft ist wohl unabhängiger von der Zusammensetzung der Elemente. Die Abstandsbestimmung soll genauer sein als bei Cepheiden, bei denen die Temperatur und die schweren Elemente berücksichtigt werden müssen. Cepheiden befinden sich zudem oft in dicht besiedelten staubigen Spiralarmen von Gx und können durch Staubaufnahme und dem "Gedränge" heller erscheinen als sie sind.


Gruss Jan
 
Zitat von Klaus06N:
Die Analyse von W. Freedmann gelangt zu einem Wert von Ho von 68,8 bis 71,1 km/s/Mpc. Für die Bestimmung werden nicht nur Cepheiden genutzt, sondern auch zwei weitere Arten von Standardkerzen. TRGB- und JAGB Sterne.
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According to Freedman, these two methods [TRGB and JAGB] are more accurate than using Cepheids, although she admits that there is no single perfect method. “Cepheids are not simple standard candles,” she says. “They’re complex.” In analyzing the results, astronomers need to correct for their temperatures and for their abundance of heavy elements.

Dass Cepheiden nicht ganz einfach, sondern "komplex" sind, weiß man jedenfalls seit 1952, als Walter Baade zeigte, dass diese in zwei verschiedenen Populationen daherkommen, was dramatische Konsequenzen für die Hubble Konstante und die kosmische Entfernungsskala hat:

These observations led him to define distinct "populations" for stars (Population I and Population II). The same observations led him to discover that there are two types of Cepeheid variable stars. Using this discovery he recalculated the size of the known universe, doubling the previous calculation made by Edwin Hubble in 1929. He announced this finding to considerable astonishment at the 1952 meeting of the International Astronomical Union in Rome.

Zur Kritik von Wendy Freedman siehe aber auch das Rebuttal von Riess et al.:

Adam G. Riess et al. - JWST Validates HST Distance Measurements: Selection of Supernova Subsample Explains Differences in JWST Estimates of Local H0

We find HST Cepheid distances agree well (~1 sigma) with all 8 combinations of methods, samples, and telescopes: JWST Cepheids, TRGB, and JAGB by either group, plus HST TRGB and Miras. Using JWST Cepheids, JAGB, and TRGB, we find 73.4+-2.1, 72.2+-2.2, and 72.1+-2.2 km/s/Mpc, respectively. The small JWST sample trivially lowers the Hubble tension significance due to small-sample statistics and is not yet competitive with the HST, which yields 73.2+-0.9.

Gruß, Peter
 
Zitat von P_E_T_E_R:
Riess: agree well (~1 sigma)
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mit dieser Genauigkeit stimmen auch die verschiedenen Hubble Werte überein....wenn ich nicht irre
Jedenfalls ist das kein GEGENArgument.
Zitat von P_E_T_E_R:
Riess: The small JWST sample trivially lowers the Hubble tension significance due to small-sample statistics
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Dies wäre natürlich ein Argument.
Zitat von Klaus06N:
Die Analyse von W. Freedmann gelangt zu einem Wert von
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ahja das ist neu 12.8.24

Status Report on the Chicago-Carnegie Hubble Program (CCHP): Measurement of the Hubble Constant Using the Hubble and James Webb Space Telescopes

We present the latest results from the Chicago-Carnegie Hubble Program (\cchp) to measure the Hubble constant, using data from the James Webb Space Telescope (JWST). The overall program aims to calibrate three independent methods: (1) Tip of the Red Giant Branch (TRGB) stars, (2) JAGB (J-Region...
www.arxiv.org www.arxiv.org

We find three independent values of H0 = 69.85 ± 1.75 (stat) ± 1.54 (sys) for
the TRGB, H0 = 67.96 ± 1.85 (stat) ± 1.90 (sys) km s−1 Mpc−1 for the JAGB, and
H0 = 72.05 ± 1.86 (stat) ± 3.10 (sys) for Cepheids.

Da stellt sich die Frage, wie Riess (21.8.24) zu anderen Ergebnissen als Freedman kommt
Zitat von P_E_T_E_R:
Riess: Using JWST Cepheids, JAGB, and TRGB, we find 73.4+-2.1, 72.2+-2.2, and 72.1+-2.2 km/s/Mpc, respectively
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