23 oktober 2017

Komt de versnelde uitdijing van het heelal soms door een oscillerende ruimtetijd?

Twee dingen: Ten eerste, de uitdijing van het heelal was al een discussie sinds eind jaren twintig van de vorige eeuw, toen de geestelijke-kosmoloog George Lemaître een uitdijend heelal voorstelde, dat voortgekomen was uit een oeratoom, en toen vervolgens Edwin Hubble aan de hand van roodverschuivingen kon waarnemen dat de sterrenstelsels zich van ons af bewegen en we in een daadwerkelijk uitdijend heelal leven. Ten tweede, de versnelde uitdijing van het heelal was een discussie die vervolgens ontstond, toen in 1998 twee onafhankelijke teams ontdekten aan de hand van ver verwijderde type Ia supernovae dat de uitdijng van het heelal de afgelopen zeven miljard jaar zelfs versneld wordt (zie afbeelding hieronder). Grote vraag was én is wat die versnelde uitdijng precies teweeg brengt.

De sterrenkundigen kwamen aan met de donkere energie als verklaring van die versnelde uitdijng, maar de vraag blijft wat die donkere energie dan weer is. Het zou een energie kunnen zijn, die gekoppeld is aan de vacuümenergie van de ruimtetijd, maar als je de wetten van de kwantum mechanika toepast op het vacuüm, dan is de theoretische waarde van de vacuümenergie wel 10^¹²º keer zo groot als de daadwerkelijke, gemeten waarde. Je zou kunnen denken dat die berekening volgens de kwantum mechanika dan niet klopt, maar je zou ‘m ook anders kunnen interpreteren. Het drietal natuurkundigen Wang, Unruh en Zhen Zhu doet dat en wel in dit vakartikel. Zij gaan uit van die enorm hoge waarde van de  vacuümenergie. In hun model is de ruimtetijd continu aan het oscilleren, gaat het van expansie over in inkrimping, telkens weer en overal. Wij merken daar in de praktijk niets van, want de schaal waarop het gebeurt is zeer klein, miljarden en miljarden keren zo klein als een elektron. Het expanderen en krimpen van de ruimte heffen elkaar nagenoeg op, afgezien van een klein netto verschil, waarbij de expansie iestje groter is dan de inkrimping. En dat netto verschil zorgt er voor dat we op kosmologische schaal een versnelde uitdijing van het heelal waarnemen.

OK, nou we het toch over de versnelde uitdijng van het heelal hebben: hieronder een lezing van Adam Riess, één van de sterrenkundigen die in 1998 tot één van de twee genoemde teams behoorde en die als leider van dat team én als ontdekker van de versnelde uitding de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen ontving. Een boeiende video, kan ik je zeker aanraden. Hij gaat over de waardebepaling van de Hubble constante, de constante waarmee men de snelheid van de expansie van het heelal uitdrukt.

Bron: UBC + In the Dark.

Laat wat van je horen

*