Spannend nieuws voor natuurkundigen: donkere energie gedraagt ​​zich mogelijk anders dan verwacht

Donkere energie, de drijvende kracht achter de versnelde uitdijing van het heelal, gedraagt ​​zich mogelijk anders dan verwacht. Nieuwe waarnemingen wijzen erop dat de invloed van deze mysterieuze energie de afgelopen miljard jaar is veranderd. Dit is opwindend nieuws voor natuurkundigen. Tot nu toe leek het een constante factor in de geschiedenis van het universum.

‘Dit zijn interessante aanwijzingen’, zegt Alessandra Silvestri, universitair hoofddocent kosmologie aan de Universiteit Leiden, die niet bij het onderzoek betrokken was. “Ik was vorige week bij de bijeenkomst waar de observaties werden gepresenteerd en er was duidelijk enthousiasme in de zaal.” De waarnemingen, die ook online verschenen, veroorzaken opwinding onder natuurkundigen omdat ze eindelijk een aanwijzing geven voor de aard van mysterieuze donkere energie.

Betrokken en niet-betrokken onderzoekers benadrukken echter dat de bevindingen nog niet overtuigend genoeg zijn om als ontdekking te worden beschouwd. Interessante aanwijzingen kunnen vals zijn, veroorzaakt door ruis of iets dergelijks in de data-analyse, en verdwijnen als sneeuw voor de zon naarmate er meer waarnemingen binnenkomen. ‘Maar als deze waarnemingen worden bevestigd, kunnen er nieuwe deuren worden geopend die leiden tot een beter begrip van donkere energie en de kosmos’, zegt Silvestri.

Het is alsof een bal die je gooit steeds sneller vliegt.

Donkere energie is al 25 jaar een mysterie. In 1998 ontdekten natuurkundigen dat het heelal steeds sneller uitdijt. Dat was verrassend. Wetenschappers verwachtten dat de uitdijing geleidelijk zou vertragen en misschien zelfs omkeren als gevolg van de zwaartekracht tussen sterrenstelsels. Net zoals een bal die je gooit uiteindelijk weer naar beneden valt, door de zwaartekracht van de aarde. Maar in 1998 bleek het tegenovergestelde; Het is alsof een bal die je gooit steeds sneller vliegt zonder opnieuw te vallen. Het lijkt erop dat iets de expansie aandrijft en versnelt. Dat iets heet donkere energie.

Een deel van de verklaring kan zijn dat de lege ruimte zelf een specifieke hoeveelheid energie heeft die dingen scheidt. De theoretische beschrijving hiervan is de zogenaamde kosmologische constante die kan worden toegevoegd aan de zwaartekrachttheorie van Albert Einstein.

Onderzoekers proberen nu uit te vinden of je donkere energie echt kunt beschrijven met een waarde die zo constant is dat deze in de loop van de tijd niet verandert. Als dat zo is, willen ze weten waarom lege ruimte altijd die specifieke energie heeft. Natuurkundigen onderzoeken dit door in kaart te brengen hoe het heelal zich de afgelopen 11 miljard jaar heeft uitgebreid.

Tientallen miljoenen sterrenstelsels

De vorige week gepresenteerde waarnemingen zijn de eerste resultaten van de DESI-samenwerking (Dark Energy Spectroscopic Instrument), die telescopen op aarde gebruikt om de verspreiding van tientallen miljoenen sterrenstelsels op verschillende tijdstippen in de geschiedenis van het universum te observeren. De structuur van die verdeling is een overblijfsel van dichtheidsverschillen vlak na de oerknal. Daarom ligt deze structuur al miljarden jaren vast en kunnen de afstanden die deze bevat worden gebruikt als kosmisch criterium om de uitdijing van de ruimte te meten.

‘Deze waarnemingen zijn een grote stap voorwaarts voor kosmologisch onderzoek’, zegt Henk Hoekstra, een niet-betrokken hoogleraar observationele kosmologie aan de Universiteit Leiden. “Maar dit zijn nog maar de eerste DESI-metingen. De vraag is dus of de aanwijzingen die lijken te wijzen op variaties in donkere energie echt iets nieuws zijn, of dat ze betekenen dat we de metingen nog steeds niet goed genoeg begrijpen. Ik denk dat het nog te vroeg is om de champagne te openen. “

Hoekstra is echter optimistisch. “Er komen nog veel meer gegevens, van DESI en ook van andere observatoria. Zo verwachten we over ongeveer twee jaar de eerste resultaten van de Euclid-ruimtetelescoop, die ook de uitdijing van het heelal zal waarnemen. Ik denk dat we de komende jaren veel meer zullen leren over donkere energie en de rest van de kosmos. “Het wordt een spannend moment.”

Delen





E-mail de redacteur