19 september 2019

Hubble-constante vroege en tegenwoordige heelal verschillen inderdaad – nu de vraag hoe dat komt

De gaswolk LHA 120-N11 vol met jonge sterren in de Grote Magelhaense Wolk, 162.000 lichtjaar van de aarde vandaan. Hubble heeft Cepheïden in deze wolk onderzocht. Credit:NASA, ESA. Acknowledgement: Josh Lake

De laatste metingen met behulp van de Hubble ruimtetelescoop bevestigen wat eerder al werd vermoed: dat er een duidelijk verschil is tussen de waarde van de Hubble-constante in het vroege heelal en in het tegenwoordige heelal. Met die constante wordt de snelheid aangegeven waarmee het heelal uitdijt. Op basis van recente waarnemingen aan 70 Cepheïden1 in de Grote Magelhaense Wolk, veranderlijke sterren in een naburig dwergsterrenstelsel van de Melkweg, kon een team van sterrenkundigen  onder leiding van Adam Riess vaststellen dat de Hubble-constante 74,03 km/s/Mpc is, dat wil zeggen dat voor iedere 3,3 miljoen lichtjaar die je verder gaat in het heelal de stelsels ruim 74 km/s sneller van ons vandaan vliegen. Bij eerdere metingen was het onzekerheidspercentage 2,4%, nu is die teruggebracht tot 1,9%. Die waarde van Ho=74,03 km/s/Mpc bevestigt het bestaan van de ‘Hubble-spanning’ – zie dit overzicht met alle blogs die hier over verschenen zijn. De Hubble-meting is een basis voor de zogeheten kosmische afstandsladder (zie deze animatie daarover en de afbeelding hieronder) en die heeft betrekking op de waarde van de Hubble-constante in het tegenwoordige heelal.

Credit: NASA, ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)

De waarde van de Hubble-constante in het vroege heelal, pakweg 13 miljard jaar geleden, daarentegen wordt op een andere manier gemeten, namelijk met behulp van de Europese Planck sonde, die de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: ‘cosmic microwave background’, CMB) heeft gemeten, het restant van de hete straling van de oerknal. En die kwam enkele jaren geleden uit op een waarde van Ho=67,4 km/s/Mpc, da’s negen procent langzamer dan de expansie tegenwoordig. Nou zou je ‘t verschil op statistische ruis kunnen gooien, maar met de laatste Hubble-metingen is de kans daarop afgenomen van 1 op 3000 naar 1 op 100.000. Het verschil is dus echt, de Hubble-spanning is géén statistische ruis. OK, da’s helder, dan hoeven we daar niet meer over te discussiëren, de waarde van de Hubble-constante vroeger en nu is verschillend, het is dus geen echte constante.

Credit: Riess et al

Dan rijst uiteraard de volgende vraag: hoe komt dat? Ah en dan komen we in de verschillende speculaties die er zijn en die nog uitgewerkt moeten worden. Het zou bijvoorbeeld met donkere materie te maken kunnen hebben, die wellicht toch sterker reageert met gewone materie dan de natuurkundigen denken, zodat die donkere materie in dat vroege heelal meer remmend kon werken. Of wellicht is er de invloed van donkere energie, die in het hedendaagse heelal voor een extra versnelling zou kunnen zorgen. Maar is die donkere energie dan wel constant, zoals ze denken? Of toch niet? Riess en z’n team spreken van ‘Stronger Evidence for Physics Beyond ?CDM’ – zie ook de afbeelding hierboven met de uiteenlopende waarden voor de Hubble-constante.

Afijn, we zullen hier vast nog meer over horen. We sluiten af met een video over de zaak.

Hier het vakartikel van Riess et al over de meest recente waardebepaling van de Hubble-constante, te verschijnen in The Astrophysical Journal. Bron: Hubble.

  1. Cepheïden zijn pulserende veranderlijke sterren die genoemd zijn naar hun prototype, de ster Delta Cephei. Voor deze sterren is een exacte relatie tussen de periode (frequentie) van de intensiteitsverandering en de absolute helderheid ontdekt door Henrietta Leavitt (de periode-lichtkrachtrelatie). Op basis van die relatie kan hun afstand nauwkeurig worden bepaald en die afstand kan als indicator worden gebruikt voor afstandsbepalingen nog verder weg in het heelal. []

Speak Your Mind

*

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