14 november 2018

Hubble waarneming aan uitdijing heelal roept vragen op over donkere energie en het Lambda-CMD model


Sinds de jaren negentig weten we dat het heelal versneld uitdijt – iets dat we weten door waarnemingen aan type Ia supernova, onafhankelijk van elkaar verzameld door twee teams onder leiding van Perlmutter, Schmidt en Riess, hetgeen deze drie de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen opleverde. De donkere energie, die verantwoordelijk zou zijn voor deze versnelling in de uitdijing, zou constant zijn en door z’n afstotende werking voor die versnelling zorgen. Maar wat blijkt nu uit waarnemingen gedaan met de ESA/NASA Hubble ruimtetelescoop aan Cepheïden en type Ia supernovae – allemaal door sterrenkundigen beschouwd als ‘standaard-kaarsen’ voor het bepalen van afstanden – in 18 verschillende sterrenstelsels: dat het heelal sneller uitdijt dan men eerst dacht. Dé parameter waarmee men die uitdijing uitdrukt is de Hubble constante, de constante waar Hubble in 1929 mee aankwam in z’n beroemde vergelijking. Door waarnemingen met de Europese Planck satelliet was die constante bepaald op 67 – 68 (km/s)/Mpc. Maar wat laten de Hubble waarnemingen zien: dat de Hubble constante 71 – 75  (km/s)/Mpc is (onzekerheid 2,4%), zo’n 8% hoger. En da’s best wel een probleem, zo’n groot verschil in de waarnemingen aan de expansie van het heelal. Planck heeft uiterst secuur die Hubble constante bepaald, door naar de kosmische microgolf-achtergrondstraling te kijken, de Hubble telescoop heeft op zijn manier ook uiterst secuur de Hubble constante bepaald. Welk instrument heeft er nu gelijk? Er lijken volgens de onderzoekers – waaronder Adam Riess, één van de ontdekkers van de versnelde uitdijing – een aantal mogelijkheden te zijn, zoals ze schrijven in dit vakartikel, A 2.4% Determination of the Local Value of the Hubble Constant:

  • het zou kunnen dat donkere energie helemaal niet constant is. Een constante donkere energie wordt meestal vereenzelvigd met de door Albert Einstein in 1917 ingevoerde Kosmologische Constante,Λ (Lambda) genaamd. Hét model voor het uitdijende heelal is het ΛCMD model (zie afbeelding bovenaan), dat uitgaat van een constante donkere energie én koude, donkere materie. Het zou dus kunnen zijn dat donkere energie helemaal niet constant is, maar de laatste tijd is gegroeid en sterker geworden. Dat past meer in heelalmodellen die uitgaan van veranderende donkere energie, zoals de kwintessens theorie.
  • het zou kunnen dat de modellen van donkere materie aan revisie toe zijn, omdat de deeltjes waaruit donkere materie bestaat wellicht ook invloed hebben op de mate van expansie van het heelal. Wellicht dat donkere materie niet bestaat uit WIMP’s, weakly interactive massive particles, de deeltjes die jarenlang als dé kandidaat werden gezien voor CDM, cold dark matter.
  • tenslotte is er ook de mogelijkheid dat de Cepheïden en type Ia supernovae toch niet de betrouwbare afstandsindicatoren zijn als we altijd hebben gedacht.

Bron: Koberlein + Universe Today + Nature.

Reacties

  1. rudiev zegt:

    We zien het plaatje van de puzzel, maar moeten de stukjes nog vorm geven.

    Al is het natuurlijk wel zo dat donkere materie en donkere energie eigenlijk begrippen zijn voor waarnemingen waarvan we helemaal niet weten waardoor het nou veroorzaakt wordt en op deze begrippen zijn de modellen verder uitgebouwd of aangepast. Niet meer dan logisch dat we de modellen bij moeten schaven of zelfs moeten gaan herzien.
    Soms heb ik het idee dat we op een verkeerde afslag zitten, er is zoveel data en er wordt zoveel bijverzonnen om iets maar kloppende te krijgen terwijl we misschien niet eens alle ingredienten weten en dat er daardoor niet kloppend gaan krijgen. Maarja, dat is de weg van wetenshap…

  2. De Hubble constante is gelijk aan de (verwijderings)snelheid gedeeld door de afstand (van sterrenstelsels). De snelheid waarmee sterrenstelsels zich van ons af bewegen is bepaald door meting van de roodverschuiving in het spectrum van het licht van de betreffende sterrenstelsels. Op deze roodverschuiving is de hele theorie van het heelal gebaseerd, Helaas, de roodverschuiving is als maatstaf alleen geschikt voor sterren in ons melkwegstelsel. Lees maar eens de bevindingen van de verguisde astronoom Halton Arp over “quasars and redshifts”. Inderdaad de astronomie zit op de verkeerde afslag (volgens mij).

  3. Dat de Cepheïden en type Ia supernovae onbetrouwbaar zijn als standard candle is al in een behoorlijke lading journals en papers naar voren gebracht.

    Verder, Brian Schmidt zegt zelf dat hij voor 95% zeker is van de expansie van het heelal. Op mijn vraag voor hoeveel procent hij dan zeker is van een versnellende! expansie, moet ik nu nog (maanden later) een antwoord krijgen 🙂

    In de eerste minuut het stukje over die 95%, al komt het uit de mond van zijn collega https://www.youtube.com/watch?v=FO4lIgcSgr0&index=1&list=PL7i5RO7jlMENCuMJVH3NNhfuaOOUy0XEs

    De gehele serie is trouwens aan te raden;
    ANU ASTRO1x Greatest Unsolved Mysteries of the Universe;
    https://www.youtube.com/playlist?list=PL7i5RO7jlMENCuMJVH3NNhfuaOOUy0XEs

    En de het vierde deel (in totaal verzorgen zij vier cusussen in een pakket)

    ANU-ASTRO4x COSMOLOGY;
    https://www.youtube.com/playlist?list=PL7i5RO7jlMEMV5qMqo3ZG8wx0j9e23tqz

    (het is misschien een idee voor de centrifuge verkoper uit een ander topic hier, om eens een paar soorgelijke cursussen te volgen)

Laat wat van je horen

*

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