Wenn Sie sich im Weltraum umschauen, werden Sie viele Dinge bemerken - die Planeten, Sterne, Monde, sogar die Galaxie selbst - haben eines gemeinsam: Sie drehen sich. Dreht sich auch das Universum?
Dieses Geheimnis haben Kosmologen genau untersucht, weil es uns etwas über die fundamentale Natur des Universums erzählen kann.
"Es ist eine sehr abstrakte Frage, wie der Großteil der Kosmologie, aber diejenigen von uns, die Kosmologie studieren, denken, dass dies eine Möglichkeit ist, grundlegende Physik zu studieren", sagte Tess Jaffe, Astrophysikerin an der University of Maryland und wissenschaftliche Mitarbeiterin am Goddard Space der NASA Flugzentrum. "Es gibt bestimmte Dinge, die wir in einem Labor auf der Erde nicht testen können. Deshalb verwenden wir das Universum und die Geometrie des Universums, die uns etwas über die grundlegende Physik erzählen könnten."
Als Wissenschaftler über die fundamentale Natur des Universums nachdachten, gingen sie zunächst davon aus, dass sich das Universum nicht dreht und isotrop ist, was bedeutet, dass es in alle Richtungen gleich aussieht. Diese Annahme stimmt mit Einsteins Gleichungen überein, wird aber von ihnen nicht verlangt. Aus diesem Denken heraus bauten Wissenschaftler einen Standard eines kosmologischen Modells auf, der das Universum beschreibt.
"Dies ist wirklich in der Art und Weise kodiert, wie wir unsere Berechnungen durchführen, wie wir unsere Daten analysieren, wie wir viele Dinge tun", so Daniela Saadeh, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität von Nottingham in Großbritannien, sagte Live Science. "Aber du musst es testen. Du kannst nicht nur auf das Beste hoffen."
Um festzustellen, ob diese Annahmen über das Universum und seine grundlegende Physik richtig waren, sammelten Wissenschaftler Beobachtungen, um ihre Modelle zu testen. Insbesondere verwendeten sie das Licht des kosmischen Mikrowellenhintergrunds, kurz CMB. Dieses Licht ist das älteste, das wir beobachten können - es wird nur 380.000 Jahre nach dem Urknall ausgestrahlt - und ist ein Schatz an Informationen für Kosmologen, die das Universum studieren.
Der CMB sieht in jeder Richtung nahezu identisch aus, aber es gibt winzige Temperaturschwankungen von nur einem Tausendstel Grad, die von der Geschichte, dem Inhalt und der Geometrie des Universums beeinflusst wurden. Durch die Untersuchung dieser Unterschiede können Wissenschaftler feststellen, ob das Universum in irgendeiner Weise verzogen wurde, was auf eine Rotation oder Expansion schließen lässt, die in eine Richtung stärker als in eine andere Richtung zunimmt. Messungen der Polarisation des Lichts - im Wesentlichen seiner Ausrichtung - können ebenfalls Informationen über die Geometrie des Universums liefern.
Wissenschaftler fanden heraus, dass das CMB-Licht keine Hinweise darauf zeigt, dass sich das Universum dreht. Laut einer Studie aus dem Jahr 2016 in der Zeitschrift Physical Review Letters von Saadeh und Stephen Feeney, einem Astrophysiker am Imperial College, beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass das Universum isotrop ist, 120.000 zu 1, was bedeutet, dass es unabhängig von der Blickrichtung gleich aussieht London. Eine andere Studie ergab eine 95% ige Wahrscheinlichkeit, dass das Universum homogen ist - was bedeutet, dass es im großen Maßstab überall gleich ist.
Alle diese Studien legen nahe, dass das Universum weitgehend einheitlich ist und sich nicht dreht. Diese Schlussfolgerung wird sich wahrscheinlich nicht ändern. Zukünftige Messungen der Polarisation des CMB könnten sich in den nächsten Jahrzehnten verbessern, aber es ist unwahrscheinlich, dass die neuen Daten die vorherigen Ergebnisse in Frage stellen.
"Wir haben das Signal charakterisiert, das da ist, bis hin zu dem Punkt, an dem es keine weiteren Informationen für uns hat", sagte Jaffe gegenüber Live Science. "Ich denke nicht, dass dies einen großen Einfluss auf die Frage der Rotation haben würde, gerade weil die Rotation das Signal ist, das wir in sehr großem Maßstab erwarten würden, und das durch die Daten, die wir bereits haben, mehr oder weniger ausgeschlossen wurde haben."
Das Ergebnis, dass sich das Universum nicht dreht, ist sicherlich eine Erleichterung für die Kosmologen, die ihre Modelle auf diese Annahme gestützt haben, aber es gibt uns auch eine interessante Perspektive auf unseren Platz im Universum.
"Wir haben als Menschen wirklich mit der Idee begonnen, dass wir das Zentrum des Universums sind", sagte Saadeh. "Ich finde es wirklich faszinierend, wie klein und unbedeutend wir sind."
