Gisteravond bij m’n presentatie over donkere massa en energie bij Christiaan Huygens kwam de vraag aan de orde hoe de WMAP-satelliet¹ in staat was om nauwkeurig de hoeveelheid donkere energie te meten in het heelal. De vijf-jaar-data van de WMAP laten zien dat op dit moment 72,6% van het heelal bestaat uit donkere energie. Hoe kan die info verkregen worden uit de data van WMAP, die gemeten werden tussen 10 augustus 2001 en 9 augustus 2006 middernacht en die op 28 februari 2008 werd gepubliceerd? Ik kon gisteravond het antwoord op Paul z’n vraag niet bedenken, dus na een nachtje slapeloos heen en weer woelen heb ik het vandaag opgezocht. En is er een antwoord voorradig? Yep, gelukkig wel. Het gaat namelijk om het zogenaamde Integrated Sachs-Wolfe (ISW) effect, genoemd naar Rainer Kurt Sachs en Arthur Michael Wolfe, die deze eigenschap van de CMB² het eerst bedachten, al in 1967. Fotonen van de CMB zullen volgens Sachs en Wolfe te maken krijgen met gravitationele bronnen die ze onderweg naar de Aarde passeren. Wordt zo’n bron – bijvoorbeeld een cluster van sterrenstelsels – genaderd dan zal door de aantrekkingskracht de energie van de fotonen iets toenemen. Daarna moet het foton de bron verlaten en dat zal weer energie kosten. Netto energieverlies of -winst zal nul zijn. Maar als er donkere energie is, die een afstotende werking heeft, zal tijdens de passage van het foton de gravitationele bron in afmeting iets gegroeid zijn en de aantrekkingskracht zal daardoor afnemen. Netto resultaat is dat het foton hierdoor iets energie heeft gewonnen. En die energiewinst is zichtbaar in de hoekgrootte van de verschillende structuren die in de CMB-kaart te zien zijn, zowel in de warmere gebieden (waar clusters uit gegroeid zijn) als in de koelere gebieden (de leegten tussen de clusters). Die hoekgrootte wordt namelijk ietsje groter. Niet veel, slechts 1/10.000e ongeveer, maar het is door de WMAP gemeten (zie figuur hierboven). En daaruit kon WMAP die hoeveelheid donkere energie meten. Bron: Wikipedia.

Noot:

1. De Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, een satelliet die de kosmische microgolf-achtergrondstraling heeft gemeten, het overblijfsel van de hete oerknal. [↩]
2. De Cosmic Microwave Background, oftewel die kosmische microgolf-achtergrondstraling. [↩]