19 augustus 2017

Nieuw kosmologisch model gooit donkere energie de prullenbak in

Deze afbeelding is afkomstig van een vergelijking tussen kosmologische modellen, waarvan de complete animatie onderaan het artikel bekeken kan worden. Linksboven zie je de expansie van het universum volgens het standaard “Lambda Cold Dark Matter” model, dat donkere energie bevat. In het midden de expansie volgens het nieuwe Avera-model van de Hongaren, dat geen donkere energie bevat. Rechtsboven dan het Einstein-de Sitter model, het oorspronkelijke model zonder donkere energie.

De raadselachtige “donkere energie” die ruim 68 procent van alle materie/energie in het universum bevat zou een illusie kunnen zijn, zo blijkt uit nieuw onderzoek. Het universum is zo’n 13.8 miljard jaar geleden ontstaan door de oerknal en is sindsdien aan het uitdijen. Het belangrijkste bewijs hiervoor is de “wet van Hubble” (die gebaseerd is op waarnemingen van sterrenstelsels), die stelt dat de snelheid waarmee een sterrenstelsel van ons vandaan beweegt proportioneel is aan de afstand tot de aarde.

Wetenschappers kunnen de snelheid van een sterrenstelsel meten door te kijken naar lijnen in het spectrum van zo’n stelsel. Als deze lijnen verschoven zijn richting het rode deel van het spectrum, dan moet het stelsel van ons vandaan bewegen. Hoe hoger deze roodverschuiving, hoe hoger de snelheid. In de jaren ’20 van de vorige eeuw hebben wetenschappers de conclusie getrokken dat het heelal aan het uitdijen is. Dat betekent dat het ooit begonnen moet zijn als een superklein puntobject, de oer-singulariteit.

Goed, in de tweede helft van de twintigste eeuw hebben astronomen bewijs gevonden voor “extra massa” om de rotatiesnelheid van sterrenstelsels te verklaren. Deze “donkere materie” wordt nu geacht zo’n 27 procent te bevatten van alle “inhoud” (materie en energie) van het universum. “Gewone” materie is daarentegen goed voor slechts 5 procent!

Waarnemingen van witte dwergsterren in binaire systemen, die kunnen ontploffen als een zogenaamde Type Ia supernova, hebben in de jaren ’90 geleid tot een opvallende conclusie. Het heelal moet een derde component bevatten, donkere energie gedoopt, die ruim 68 procent van de kosmos bevat en ervoor zorgt dat het heelal steeds sneller uitdijt. Maar is dat wel zo?

Een team van Hongaarse natuurkundigen stelt dat de conventionele modellen van de kosmologie er vanuit gaan dat het heelal uniform gevuld is met materie en energie. De inwendige structuur van dit heelal wordt helemaal niet in beschouwing genomen. Dat komt doordat de wetten van Einstein dusdanig complex zijn, dat het honderd jaar lang onmogelijk is geweest om oplossingen van deze wetten te vinden voor een heelal met een complexe structuur. Met andere woorden: de berekeningen werden te ingewikkeld, dus heeft men de wetten van Einstein voor het gemak toegepast op een structuurloos universum.

In werkelijkheid is het heelal echter gevuld met een schuimachtige structuur van clusters van sterrenstelsels, met gigantische leegtes er tussenin. Als je deze structuur meeneemt in de berekeningen, wat eindelijk mogelijk is gemaakt door een nieuwe generatie supercomputers, dan veranderen de uitkomsten ineens behoorlijk. Het blijkt namelijk dat verschillende delen van het de ruimte met een verschillende snelheid uitdijen (terwijl de “totale snelheid” vrij stabiel blijft). Dit heeft de illusie gewekt van donkere energie.

Als het model van de Hongaren kan worden bevestigd, dan kan één van de grootste raadselen van de kosmos meteen de prullenbak in. Géén donkere energie dus! Dat maaakt het universum ineens een beetje simpeler om te begrijpen.

Bron: Royal Astronomical Society

Reacties

  1. EnceladusEnceladus zegt:

    Interessant! Gevoelsmatig (ik weet het, dat is niet erg wetenschappelijk) heb ik dark energy en dark matter altijd de ether van de 21e eeuw gevonden. Zou mooi zijn als beide als wetenschappelijke dwalingen de boeken in kunnen.

    groet,
    Gert (Enceladus)

Laat wat van je horen

*