4 december 2022

Nee, de uitdijing van het heelal is niet altijd even snel gegaan

Credit: NASA; modified by Cherkash

Het uitdijende heelal is isotroop – men leze deze en ook deze Astroblogs over dat subject. Je zou wellicht de indruk krijgen dat het heelal daarom altijd met dezelfde snelheid is uitgedijd. Hubble’s waarneming in de jaren twintig van de vorige eeuw van de meest van ons van vliegende sterrenstelsels versterkt dat beeld. De snelheid waarmee sterrenstelsels van ons vandaan vliegen wordt uitgedrukt in de Hubble constante H, die gelijk is aan het omgekeerde van de leeftijd van het heelal, 1/t. In Hubble’s model dijt het heelal constant uit, dus Ht=1. Dat beeld blijkt echter niet juist te zijn, de uitdijing heeft verschillende fases met verschillende snelheden gekend. Een overzicht van de verschillende fases van het heelal en de snelheden die erbij horen.

  • ten eerste was daar de vroegste fase van de oerknal, waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond, het achtereenvolgende Planck tijdperk en het GUT (‘Grand Unified Theory’) tijdperk. In deze periode, die bij elkaar slechts 10^-33 seconden duurde, dijde het heelal uit met een gelijkmatige, niet overdreven hoge snelheid.
  • toen was daar de fase van inflatie, waarbij het heelal in de kosmische knipoog die tussen 10^-33 en 10^-32 seconden plaatsvond maar liefst 10^26 keer in omvang groeide, een exponentiële groei. In die korte tijd groeide het heelal dus enorm en was z’n snelheid veel hoger dan de lichtsnelheid (zie ook de afbeelding hieronder, met in blauw de inflatieperiode).
  • zo plotseling als de inflatie begon, zo abrupt eindigt ‘ie ook. Daarna treedt er een lange periode op van een snelheid van uitdijing, die lijkt op die van de periode vóór de inflatieperiode. Echter met één verschil: de snelheid neemt geleidelijk af, veroorzaakt doordat de zwaartekracht veroorzaakt door (donkere) materie z’n werking doet en de uitdijing vertraagd. Deze periode duurt tot zo’n 5 á 6 miljard jaar geleden.
  • tenslotte is er de huidige periode van uitdijing, waarin de snelheid waarmee het heelal uitdijt weer toeneemt. Die toename is het gevolg van de afstotende werking van de donkere energie, die 5 á 6 miljard jaar geleden door de uitdijing in deze kosmische Tug of War sterker werd dan de aantrekkende werking van de (donkere materie). Donkere energie is vermoedelijk een energie die samenhangt met de ruimte en tot dat moment 5 á 6 miljard jaar geleden was de hoeveelheid ruimte te gering om de donkere energie te laten overheersen over de (donkere) materie, daarna was de donkere energie sterker.

De afname van de uitdijingssnelheid van het heelal in de derde periode en de daaropvolgende toename ervan in de vierde periode zie je in onderstaande grafiek uitgebeeld, een grafiek die gebaseerd is op metingen gedaan met het BOSS onderzoek aan quasars.

Credit: Caltech GALAX Survey/BOSS/SDSS

OK, vier verschillende periodes in het heelal met verschillende snelheden van uitdijing. Om die reden kan je niet simpel stellen dat Ht=1. Het vreemde is echter dat als je de huidige waarde van de Hubble constante neemt (voor zover daar eenduidigheid over is) en je vermenigvuldigt die met de leeftijd t van het heelal dan krijg je… 1! Zou het heelal dus wel met een constante snelheid zijn uitgedijd dan zou die precies dezelfde omvang en leeftijd hebben gehad als het heelal in werkelijkheid heeft door de vier verschillende fasen. Is dit toeval of zit er iets achter? Sterrenkundigen spreken van het synchroniciteitsprobleem.Tenslotte een zeer boeiende video, waarin op de vier verschillende periodes in het heelal wordt ingegaan en waarin en passant ook een relatie wordt gelegd tussen de uitdijing van het heelal, de lege ruimte in het heelal en het ontstaan van sterrenstelsels.

Bron: Koberlein + Dark Matter Hunters.

Comments

  1. Rinus Baggermans zegt

    In mijn ogen past ook dit weer in mijn gedachtegang van verschillende dimensies (energielagen). De ene laag aantrekkend (donkere materie) en de andere juist afstotend (donkere energie). En zo zijn er nog een paar meer energielagen waar we in de toekomst nog mee te maken krijgen.
    In de ene energiefase is een aantrekkende kracht dominant en in een andere energielaag juist een afstotende kracht. Op het grensvlak van twee van dergelijke periodes zou het heelal vanwege de overschakeling van de ene dominantie naar de andere moeten hakkelen en sputteren. Er zouden dan op een zeer korte tijdschaal afwisselende versnellingen en vertragingen te zien moeten zijn met schokken door het hele heelal.

  2. Michiel van Engelen zegt

    Snelheid is verplaatsing / tijd. Zou het zo kunnen zijn dat de uitdijing van het heelal wel constant verloopt, maar dat het hem zit in een wijziging van het verloop van tijd?

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: