19 juli 2018

Verbeterde bepaling Hubbleconstante geeft aanwijzing bestaan Nieuwe Natuurkunde

De drie stappen op weg naar de bepaling van de Hubbleconstante

Gebruikmakend van de laatste waarneemgegevens van de ESA/NASA Hubbleruimtetelescoop hebben de sterrenkundigen een verbeterde waarde kunnen bepalen van de Hubbleconstante, de constante die de snelheid aangeeft waarmee het heelal uitdijt. De waarnemingen aan zes veranderlijke sterren, Cepheïden genaamd, van de afgelopen zes jaar zijn geanalyseerd, waarnemingen die tien keer verder reikten dan bij eerdere bepalingen van de constante, en de uitkomst is dat de Hubbleconstante H0=73 kilometer per seconde per megaparsec (= 3,3 miljoen lichtjaar), dat wil zeggen dat dat een sterrenstelsel op 3,3 miljoen lichtjaar zich met een snelheid van 73 km/s van ons verwijdert, op 33 miljoen lichtjaar met 730 km/s, enzovoorts.

Dankzij de relatie tussen periode en lichtkracht van Cepheïden kan hun afstand zeer nauwkeurig worden bepaald. Er zijn twee types Cepheïden.

Goed nieuws dat de waarde van de Hubbleconstante hierdoor nauwkeuriger is bepaald. Eén probleem echter: de waarde is ook op een andere manier zeer goed bepaald en wel door de Europese Planck satelliet met behulp van de kosmische microgolf-achtergrondstraling, het restant van de hete straling van de oerknal, waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond. En Planck leverde een waarde op die 9% lager ligt, tussen 67 en 69 km/s/Mpc. Dat is een erg groot verschil – een verschil waar eerder ook al op is gewezen – en de kans dat dit verschil op toeval berust is 1 op 5000! Beide methodes van Hubble en Planck zijn op verschillende wijzen getest en gemeten, dus het lijkt er op dat beiden gelijk hebben. Kan dat? Ja dat kan en er zijn enkele mogelijke verklaringen. Eén ervan is dat de donkere energie, die zorgt voor de versnelde uitdijing van het heelal, niet constant is, maar toeneemt met de tijd. Adam Riess, één van de ontdekkers in 1998 van die donkere energie en tevens één van de onderzoekers die de nieuwe Hubbleconstante heeft bepaald, noemt dit een mogelijkheid.

De familie der neutrino’s, drie gewone en één steriele.

Wat ook mogelijk is dat is dat er ‘donkere straling’ bestaat, een nieuw soort elementair deeltje dat met de lichtsnelheid reist en dat alleen op zwaartekracht reageert. Het hypothetische steriel neutrino zou één van de deeltjes kunnen zijn waaruit die donkere straling bestaat. Dat steriele neutrino is familie van de gewone neutrino’s, die via de zwakke wisselwerking wel met gewone materie kan reageren. Nog een andere mogelijkheid is dat donkere materie sterker reageert met gewone materie als men eerst dacht (zie afbeelding hierboven). Al deze mogelijkheden noemt men ‘Nieuwe Natuurkunde’, natuurkunde die verder gaat dan het huidige model van de elementaire deeltjes en de krachten ertussen, het Standaard Model. Hier het vakartikel van de sterrenkundigen over de laatste bepaling van de Hubbleconstante, verschenen in The Astrophysical Journal. Bron: Hubble.

Reacties

  1. Een kans van 1 op zoveel … Ik stel mij altijd vragen bij zo’n “statistisch argument”. Meestal wil men ermee aangeven dat de kans dat men ongelijk heeft (of niets significants te vertellen) heel erg klein is of dat de kans dat men gelijk heeft (of iets significants ontdekt) heel erg groot. Maar hoe “berekent” men dat? Als 1 op 5000 mensen van nature blauw haar krijgt als ze saffraan op hun broodje doen, “weet” men dat omdat men zoveel mensen (of een veelvoud daarvan) heeft gecheckt. Men “kent” a.h.w. de 5000 mogelijkheden die zich kunnen voordoen, en daarbij is er eentje met het genoemde effect en 4999 met geen effect. De kans dat het verschil tussen de twee uitdijingssnelheden op toeval berust staat tegenover 4999 mogelijke toestanden die allemaal even kansrijk zijn, maar of men al die andere toestanden “kent” of kan overzien, lijkt mij erg twijfelachtig. Er zouden dus 4999 “niet-toevallige” verklaringen zijn, waaronder naar alle waarschijnlijkheid de enige juiste, met uitsluiting van alle verklaringen waar men in de verste verte nog niet aan zou hebben kunnen denken. Bizar. Ik hou trouwens niet zo van dat soort “het-kan-niet-anders-of”-logica (negatieve argumentatie), maar nog minder van het (te pas en) te onpas “statistisch inkleuren” van een en ander om het wetenschappelijker te doen klinken (getalletjes lijken zoveel objectiever dan vage uitspraken à la “(erg) weinig/veel”). Het zou een bedrieglijk beeld kunnen opleveren, en mocht dat zo zijn, dan staat wel zwaar haaks op wetenschappelijk verantwoord bezig zijn. Maar misschien (een kans van 1 op …) heb ik het gewoon mis, natuurlijk.

  2. HC, het werkt zo: iedere meting heeft een meetfout. Als je een meting 10 keer doet, komt er iedere keer een iets ander resultaat uit. De meeste keren zul je een waarde vinden die vlak bij de ‘ware’ waarde ligt, maar af en toe vind je een waarde die er wat verder vandaan ligt. Als je weet wat de meetfout van je meting is, dan kan je uitrekenen hoe groot de kans is dat je een bepaalde waarde meet.
    Die 1:5000 waar het in het bovenstaande verhaal over gaat is de kans dat ze met de twee methoden toevallig verschillende getallen gevonden hebben voor de hubbleconstante, terwijl er eigenlijk geen verschil is in de ‘ware’ waarde. Met andere woorden: als ze metingen een aantal keer zouden herhalen, en ze zouden uiteindelijk gemiddeld toch hetzelfde getal vinden, dan is er geen nieuwe natuurkunde, maar dan was het verschil dat ze nu gevonden hebben gewoon een toevallige uitschieter. De kans daarop is dus naar hun inschatting 1:5000.

  3. Arie, “En Planck leverde een waarde op die 9% hoger ligt, tussen 67 en 69 km/s/Mpc.” 🙂 , volgens mij is dat lager dan 73 Km/s/Mpc. Mooi is dat het verschil tussen die 2 H0 waardes ook weer een constante is.
    @Wouter, “Waanzin is steeds opnieuw hetzelfde doen, en dan verschillende uitkomsten verwachten”,een quote van Einstein, maar wat blijkt… hij heeft het nooit gezegd, dus het kan nog steeds 🙂

  4. m.a.w.
    Het kan vriezen, het kan dooien…
    4999:1 kans, dat het vannacht vriest 🙂

Trackbacks

  1. […] Met de Hubbleconstante H0 geven de sterrenkundigen de snelheid aan waarmee het heelal uitdijt en via een simpele formule kunnen ze er ook de leeftijd van het heelal mee bepalen. Geen onbelangrijke constante – Edwin Hubble kwam er in 1929 in dit artikel mee op de proppen.  Hubble zelf probeerde de waarde ervan al te bepalen, maar met H0=500 km/s/Mpc zat hij er flink naast – kunnen we met de wetenschap van vandaag gerust stellen. Maar die wetenschap van vandaag heeft wel een groot probleem rond de waarde, want er liggen twee bepalingen van de waarde, die flink uiteenlopen, we schreven er eerder al over, onder andere hier. […]

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.