Met ruimtetelescoop Hubble is er een nieuwe, uiterst precieze meting gedaan van de uitdijingssnelheid van het heelal. De resultaten blijken niet overeen te komen met berekeningen op basis van metingen van de Plancksatelliet. Dit wijst mogelijk op nieuwe natuurkunde.
Afbeelding: Nasa
Vorig jaar werd er ook een verschil gezien tussen de metingen, maar toen was de onzekerheid nog zo groot dat het ook een meetfout kon zijn. Dankzij nieuwe data neemt de onzekerheid af. Er lijkt meer aan de hand dan het huidige kosmologische model voorspelt.
Cepheïden
De onderzoeksgroep, onder leiding van Nobelprijslaureaat Adam Riess, bestudeert de snelheid waarmee sterrenstelsels van ons weg bewegen. Dit is een maat voor de uitdijing van het heelal. Hiervoor keken ze onder andere naar sterren genaamd Cepheïden. Van deze sterrensoort is vrij exact bekend hoeveel licht ze uitzenden.
Van die eigenschap wordt gebruik gemaakt om de afstand te bepalen: hoe minder licht je van zo’n ster ontvangt, hoe verder weg deze staat. Bovendien verandert de kleur van het licht dat een ster uitzendt als die zich van je af beweegt. Het licht lijkt dan roder, door de dopplerverschuiving (ook bekend van het veranderende geluid van een langsrijdende ambulance). Hoe sneller een ster zich van ons af beweegt, hoe roder het licht lijkt.
De onderzoekers vergeleken hun snelheidsmetingen met de voorspellingen van de Plancksatelliet. Die meet de kosmische achtergrondstraling, die kort na de oerknal uitgezonden werd. Dit zegt dus iets over de uitdijingssnelheid in het vroege heelal. Om de huidige uitdijingssnelheid te berekenen, gebruiken astronomen een model met bepaalde aannames, onder andere dat de hoeveelheid donkere energie constant is.
De gemeten snelheid bleek 9 procent hoger dan voorspeld werd door de metingen van de Plancksateliet. Dat lijkt weinig, maar de onderzoekers zijn vrij zeker van hun zaak: de kans dat het toeval is, is kleiner dan 1 op 5.000.
De uitdijing van het heelal lijkt dus harder te versnellen dan gedacht. Riess zegt in een persbericht dat hier nog geen verklaring voor gevonden is. Wel is er een aantal mogelijkheden: het kan dat de hoeveelheid donkere energie niet constant is of dat donkere materie andere eigenschappen heeft dan gedacht. Maar misschien zijn zulke kleine aanpassingen niet voldoende en is er nieuwe natuurkunde nodig.
Nieuw model
‘De metingen zijn interessant’, zegt theoretisch fysicus Erik Verlinde van de Universiteit van Amsterdam. ‘Maar afstanden meten in het universum is lastiger dan je denkt. We moeten afwachten of dit verschil standhoudt.’ Volgens Verlinde, die niet betrokken was bij het onderzoek, kunnen er nog systematische fouten zitten in de metingen van de Plancksatelliet en ook kleine fouten in de Cepheïde-metingen van de ruimtetelescoop Hubble zijn niet onmogelijk.
Als het verschil overeind blijft, hoopt Verlinde dat er kritisch naar het huidige kosmische model gekeken wordt. ‘Door dit soort metingen komen er steeds meer vraagtekens bij het huidige model. Nu wordt dat opgelost door het model steeds een beetje aan te passen om nieuwe metingen te verklaren. Maar als er nog meer vraagtekens bij komen is het wellicht goed om naar een compleet nieuw model te kijken.’
Zelf werkt Verlinde aan een nieuwe theorie, waarin hij een hele andere kijk biedt op donkere materie en donkere energie. Die geeft mogelijk ook een andere voorspelling voor de uitdijingssnelheid van het heelal.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder:
- Nieuwe meting uitdijing heelal in strijd met standaardmodel kosmologie
- Dit is waarom de publicatie van Erik Verlinde zo spannend is
- Donkere energie misschien niet nodig voor versnelde uitdijing heelal
- Nobelprijs voor versnelde uitdijing heelal