Hubble-Konstante : Verständnisproblem

[Thomas W. Riker]

Die Hubble-Konstante gibt die Geschwindigkeit an, mit der das Universum expandiert.
Der Planck-Satellit ermittelte anhand des kosmischen Mikrowellenhintergrundes (cosmic microwave background, CMB) einen Wert von 67,8 km/s pro Megaparsec (~3,26 Millionen Lichtjahre).
Anhand von Supernovae in nahegelegenen Galaxien wurde ein Wert von 73,8 km/s pro Megaparsec ermittelt.
Diesen Unterschied kann man damit erklären, dass die Milchstraße nicht in einer typischen Region des Kosmos ist.
Wenn sich in dieser Region relativ wenig Materie befindet, könnten nahe Galaxien von höheren Materiekonzentrationen stärker angezogen werden und würden schneller als im kosmischen Durchschnitt expandieren.
Das würde bedeuten, dass man den höheren Wert in "unserem Hubble-Bubble" (dieser wäre noch nachzuweisen) mit einer Ausdehnung von 200 Megaparsec (650 MioLj) anwendet, den niedrigeren Wert der von Planck-Satellit ermittelt wurde, im kosmischen Maßstab.

Mein Problem:
Im kosmischen Maßstab nähert sich der Gesamtwert der Lichtgeschwindigkeit an:

Planck-Wert:
c=299.792,458 km/s : 67,8 km/s = 4421,7 * 1 Megaparsec (~3,26 MioLj) = 14.414,7 MioLj

"Lokaler" Supernovae-Wert:
c: 73,8 km/s = 4062,2 * 1 Megaparsec = 13.342,8 MioLj

Meine Frage an Fachleute: steigt die Hubble-Konstante im kosmischen Maßstab wirklich so stark an?
Mir ist bewusst, dass c als absolute Grenze nur für Materie, aber nicht für die Ausdehnung des leeren Raumes gilt.

Q:
Kontroverse um die Hubble-Konstante (Elena Sellentin) in: Sterne und Weltraum, 10/2013, S. 30f.

Marra, V. et al.: Cosmic variance and the measurement of the loval Hubble parameter. In: Physical Review Letters 110, 241305, 2013

Enßlin, T., Weller, J.: Weltraumteleskop Planck: erste Ergebnisse. In: Sterne und Weltraum 5/2013, S. 26f.

[Agent Scullie]

Die Hubble-Konstante gibt die Geschwindigkeit an, mit der das Universum expandiert.

eher die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, mit der sich eine Galaxie von uns entfernt (ihre "Fluchtgeschwindigkeit"), und ihrer aktuellen Entfernung. Sei s die aktuelle Entfernung einer Galaxie, so entfernt sie sich mit der Geschwindigkeit

v = H * s

Der Planck-Satellit ermittelte anhand des kosmischen Mikrowellenhintergrundes (cosmic microwave background, CMB) einen Wert von 67,8 km/s pro Megaparsec (~3,26 Millionen Lichtjahre).
Anhand von Supernovae in nahegelegenen Galaxien wurde ein Wert von 73,8 km/s pro Megaparsec ermittelt.
Diesen Unterschied kann man damit erklären, dass die Milchstraße nicht in einer typischen Region des Kosmos ist.

ich hätte hier eher auf die Messungenauigkeit getippt. 67,8 km/s und 73,8 km/s liegen ja jetzt nicht so unheimlich weit auseinander. Bis in die 90er Jahre hinein wichen die gemessenen Werte viel stärker voneinander ab, 50 km/s pro Mpc vs. 100 km/s pro Mpc

Mein Problem:
Im kosmischen Maßstab nähert sich der Gesamtwert der Lichtgeschwindigkeit an:

Planck-Wert:
c=299.792,458 km/s : 67,8 km/s = 4421,7 * 1 Megaparsec (~3,26 MioLj) = 14.414,7 MioLj

"Lokaler" Supernovae-Wert:
c: 73,8 km/s = 4062,2 * 1 Megaparsec = 13.342,8 MioLj

Meine Frage an Fachleute: steigt die Hubble-Konstante im kosmischen Maßstab wirklich so stark an?

die Hubble-Konstante steigt doch gar nicht an, die bleibt bei 67,8 km/s pro Mpc, nur die Fluchtgeschwindigkeit der Galaxien wird bei fernen Galaxien sehr groß. Für die gibt es keine Obergrenze, sie kann auch viel größer als c sein.

Mir ist bewusst, dass c als absolute Grenze nur für Materie, aber nicht für die Ausdehnung des leeren Raumes gilt.

und deswegen gibt es da auch kein Problem.

[Thomas W. Riker]

Danke Agent Scullie!

Die Werte sind in den letzten Jahren deutlich eingegrenzt worden.
Nach den Ergebnissen des Infrarotsatelliten Spitzer war der Standardwert des Hubble-Parameters 74,3 +/- 1,2 km/s pro Megaparsec und die Bestandteile des Universums waren
4,5% Materie
22,7% Dunkle Materie
72,8% Dunkle Energie

Anhand der ersten Ergebnisse war der zwischenzeitliche Wert für den Hubble-Parameter 67,15 +/- 1,2 km/s pro Megaparsec
Durch die Ergebnisse des Planck-ST wird das Alter des Universums nun mit 13,82 Milliarden Jahren angegeben und die Zusammensetzung des Universums mit

4,9% Materie
26,8% Dunkler Materie
68,3% Dunkler Energie
Die Auflösung der Hintergrundstrahlung durch Planck ist 10fach höher als bei WMAP

Q:
Sterne und Weltraum 5/2013 S. 26f

Ade, P.A.R. et al.: Planck 2013 results. I. Overview of products an scientific results. In: Astronomy&Astrophysics (eingereicht), 2013. arXiv:1303.5062

Hubble-Konstante/Fluchtgeschwindigkeit:
Stimmt! Ich habe die Begriffe falsch benutzt.

[Thomas W. Riker]

Dieses Thema ist in

Sterne und Weltraum November 2014 das Titelthema in mehreren Beiträgen:
Die kosmologische Entfernungsleiter S. 30 - 33 und 36 - 39
sowie als Grafik S. 40 - 41 und
Gefragt ist höchste Präzision (Rolf Kudritzki und Felicitas Mokler) S. 42 -43

weitere aktuelle Autoren zum Thema:
Ade, P.A.R. et al.: arxiv:1303.5076v3
Humphreys, E.M.L. : The Astrophysical Journal 775, 13,2013
Kudritzki, R.-P. und Urbaneja, M.A.: Astrophysics and Space Sciences 341, 131-142, 2012
Tully, R.B. et al.: Nature 513, 71-73, 2014.

http://www.sterne-und-weltraum.de/astroviews10

http://www.wissenschaft-schulen.de/artikel/1156161