Beschleunigt sich die Expansion des Universums noch? Der Streit zwischen Yonsei und Southampton

Die Auseinandersetzung zwischen der Yonsei-Universität und der University of Southampton dreht sich um eine der grundlegendsten Fragen der Kosmologie: Beschleunigt sich die Expansion des Universums tatsächlich noch – oder entsteht dieser Eindruck teilweise durch eine systematische Verzerrung bei der Vermessung von Supernovae vom Typ Ia?

Eine endgültige Antwort gibt es bislang nicht. Das Yonsei-Team argumentiert, dass das Alter der Sterne, aus denen die Explosionen hervorgehen, ihre Helligkeit auch nach den üblichen Korrekturen beeinflusst. Das Southampton-Team, an dem auch die Nobelpreisträger Adam Riess und Brian Schmidt beteiligt sind, hält diesen Effekt für überschätzt. Nach seiner Analyse bleibt die kosmische Beschleunigung die überzeugendste Erklärung der Daten. 813

Was Yonsei 2025 behauptete

Supernovae vom Typ Ia gelten in der Kosmologie als „Standardkerzen“. Forschende vergleichen ihre beobachtete Helligkeit mit der erwarteten intrinsischen Helligkeit und können daraus kosmische Entfernungen ableiten. Wenn sich die tatsächliche Helligkeit jedoch systematisch mit dem Alter der jeweiligen Sternpopulation verändert, kann dieser Vergleich ein verfälschtes Bild der Expansionsgeschichte erzeugen.

In einer im November 2025 veröffentlichten Studie berichtete das Yonsei-Team über einen starken Zusammenhang zwischen der standardisierten Helligkeit von Typ-Ia-Supernovae und dem Alter der Sterne in ihrer Wirtsgalaxie. Nach Ansicht der Forschenden verändert sich das Alter dieser Populationen mit der Rotverschiebung und führt dadurch zu einer systematischen Verschiebung der aus Supernovae abgeleiteten Entfernungen. Nach einer entsprechenden Korrektur sah das Team keine überzeugenden Hinweise mehr auf eine heutige Beschleunigung. Stattdessen schlug es vor, dass das Universum möglicherweise bereits in eine Phase verlangsamter Expansion eingetreten ist.

Sollte sich dieses Ergebnis bestätigen, wären die Folgen für das Standardmodell der Kosmologie, ΛCDM, erheblich. In diesem Modell treibt die kosmologische Konstante Λ – die einfachste Form der Dunklen Energie – die beschleunigte Expansion an. Ein jüngster Übergang zu einer verlangsamten Expansion würde entweder eine zeitlich veränderliche oder schwächer werdende Dunkle Energie voraussetzen oder eine grundlegende Neubewertung der Supernova- und Gravitationstheorie erfordern.

Die Einwände aus Southampton

Das Southampton-Team stellte vor allem zwei Punkte der Yonsei-Analyse infrage.

1. Das Alter der Galaxie ist nicht automatisch das Alter des Vorläufers

Yonsei verwendet das Alter der stellaren Population einer Wirtsgalaxie als Hinweis auf das Alter des Sterns oder Weißen Zwergs, der schließlich als Supernova explodiert. Southampton hält diese Größen jedoch für nicht gleichbedeutend: Eine Galaxie enthält Sterne unterschiedlichen Alters. Das Durchschnittsalter der Galaxie bestimmt daher nicht unmittelbar das Alter des konkreten Supernova-Vorläufers. 18

Die Tatsache, dass sich das Alter von Galaxien mit der Rotverschiebung verändert, bedeutet nach dieser Interpretation also nicht automatisch, dass sich auch das Alter der Vorläufersterne im gleichen Maß verändert.

2. Die Korrektur für die Masse der Wirtsgalaxie

Southampton kritisierte außerdem, dass Yonsei die in modernen Supernova-Analysen übliche Korrektur für die Masse der Wirtsgalaxie nicht berücksichtigt habe. Dieser sogenannte „Mass Step“ wird verwendet, weil die Helligkeit von Supernovae mit Umgebungsbedingungen zusammenhängt, die auch mit dem Alter der Sterne und der Masse der Galaxie korrelieren.

Als das Southampton-Team diese Korrektur auf dieselben Daten anwendete, fand es einen deutlich schwächeren Zusammenhang zwischen dem Galaxienalter und dem sogenannten Hubble-Residual. Dabei handelt es sich um die Differenz zwischen der gemessenen und der nach der Standardisierung erwarteten Helligkeit. Das Team kam zu dem Schluss, dass eine Alterskorrektur allein den Hinweis auf eine kosmische Beschleunigung nicht beseitigt.

Yonseis Gegenargumente

Yonsei akzeptiert diese Antwort nicht als abschließende Lösung. In einer neueren Analyse argumentiert das Team, Southampton habe Supernovae über einen ungewöhnlich großen Rotverschiebungsbereich – etwa von z = 0,04 bis z = 0,42 – zusammengefasst.

In diesem Bereich verändert sich das durchschnittliche Alter der Wirtsgalaxien um ungefähr drei Milliarden Jahre. Nach Ansicht von Yonsei kann die Zusammenfassung von Objekten mit so unterschiedlichen Altersverteilungen vor der Regressionsanalyse dazu führen, dass der Zusammenhang zwischen Alter und Resthelligkeit künstlich flacher erscheint. 2

Das Team betont außerdem, dass Southampton zwei Größen zu unabhängig voneinander behandelt habe, obwohl sie miteinander verbunden sind:

• die Steigung des Zusammenhangs zwischen Alter und Helligkeit sowie
• das Ausmaß, in dem sich das Alter der Vorläufer mit der Rotverschiebung verändert.

Selbst wenn sich das Vorläuferalter weniger stark entwickelt als das Durchschnittsalter der Wirtsgalaxie, kann nach Ansicht von Yonsei eine größere Alter-Helligkeits-Steigung weiterhin zu einer bedeutenden Gesamtkorrektur führen. Außerdem bezweifelt das Team, dass die Behandlung von Galaxienmasse und Staub in der Gegenanalyse das Alterssignal nicht künstlich abgeschwächt habe. 35

Worum es im Kern geht

Die Kontroverse lautet nicht einfach „Beschleunigung gegen Verlangsamung“. Im Mittelpunkt steht vielmehr die Frage, ob die Supernova-Daten ausreichend um Unterschiede in Sternpopulationen und Umgebungen bereinigt wurden.

Southampton vertritt im Wesentlichen folgende Position:

• Das Alter der Galaxie kann nicht direkt als Alter des Supernova-Vorläufers verwendet werden.
• Die Korrektur für die Masse der Wirtsgalaxie nimmt einen großen Teil der scheinbaren Altersabhängigkeit auf.
• Der verbleibende Effekt ist zu klein, um die kosmologische Interpretation zu verändern.

Yonsei hält dagegen:

• Das Alter der Galaxie sei als Näherungswert vertretbar, weil es mit den Eigenschaften der stellaren Population zusammenhängt.
• Die Analyse über einen großen Rotverschiebungsbereich unterschätze die Alter-Helligkeits-Steigung.
• Die Alterskorrektur könne auch dann bedeutend bleiben, wenn sich das Vorläuferalter weniger stark entwickelt als das Galaxienalter. 2

Bis größere, unabhängig analysierte und möglichst homogene Datensätze vorliegen, hat keine der beiden Seiten die etablierte Kosmologie endgültig widerlegt.

Was DESI zur Debatte beiträgt

Die Ergebnisse des Dark Energy Spectroscopic Instrument, kurz DESI, liefern wichtigen Kontext, entscheiden den Streit über die Supernovae aber nicht allein. DESI misst baryonische akustische Oszillationen, kurz BAO. Diese hinterlassen eine charakteristische Skala in der Verteilung von Galaxien und erlauben eine Rekonstruktion der Beziehung zwischen kosmischer Entfernung und Rotverschiebung – auf eine andere Weise als Supernovae.

Kombinationen von DESI-Daten mit Messungen der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung und verschiedenen Supernova-Datensätzen zeigen in einigen Analysen eine Präferenz für Modelle, in denen sich die Dunkle Energie mit der Zeit verändert. Für eine Kombination aus DESI und kosmischer Mikrowellenhintergrundstrahlung wurde gegenüber ΛCDM eine statistische Präferenz von 3,1 Sigma berichtet. Werden unterschiedliche Supernova-Stichproben hinzugefügt, verändert sich die Stärke dieser Präferenz je nach Datensatz.

Das ist jedoch kein unabhängiger Beweis dafür, dass sich das Universum heute verlangsamt. BAO-Daten schränken die Geschichte kosmischer Entfernungen ein; die Schlussfolgerung, dass die Dunkle Energie dynamisch ist, hängt vom verwendeten Modell und von der Kombination der Messungen ab. Neuere Analysen beschreiben die Präferenz für eine zeitlich veränderliche Dunkle Energie als schwach oder nicht entscheidend. Einige finden keinen statistisch signifikanten Vorteil gegenüber ΛCDM. 17

Wie der Streit entschieden werden könnte

Ein besonders aussagekräftiger Test wäre der Vergleich von Supernovae in Galaxien mit möglichst ähnlichen stellaren Altersverteilungen über verschiedene Rotverschiebungen hinweg. Dadurch ließe sich die Abhängigkeit von einer großen, theoretisch vorgegebenen Alterskorrektur reduzieren.

Ebenfalls wichtig wären:

• größere Supernova-Stichproben mit einheitlicher Auswahl,
• spektroskopische Messungen der Wirtsgalaxien,
• eine bessere Trennung zwischen dem Alter der gesamten Sternpopulation und dem Alter des tatsächlichen Vorläufers,
• unabhängige Prüfungen der Einflüsse von Masse, Staub und lokaler Umgebung sowie
• neue Beobachtungen großer Projekte wie des Vera-C.-Rubin-Observatoriums und des Nancy Grace Roman Space Telescope.

Die vorläufige Bilanz

Die vorsichtigste Zusammenfassung lautet: Die kosmische Beschleunigung bleibt die etablierte Interpretation. Die neue Debatte betrifft vor allem die Zuverlässigkeit der Korrekturen für Alter und Umgebung bei Typ-Ia-Supernovae. Southampton hält die Korrekturen von Yonsei für übertrieben. Yonsei entgegnet, dass die Gegenanalyse die Alter-Helligkeits-Steigung unterschätzt und die mathematische Verbindung zwischen Vorläuferalter-Entwicklung und dieser Steigung nicht angemessen berücksichtigt habe. 18

Gleichzeitig lassen DESI-Daten die Möglichkeit offen, dass die Dunkle Energie nicht vollkommen konstant ist. Das ist jedoch etwas anderes als der Nachweis, dass das Universum bereits von einer beschleunigten in eine verlangsamte Expansion übergegangen ist. Entscheidend werden bessere Supernova-Messungen und unabhängige kosmologische Tests sein.