22 september 2019

H0ly Cow! Opnieuw is de uitdijingssnelheid van het heelal heel precies gemeten

credit: NASA/JPL/STScI Hubble Deep Field Team

Eén van de meest boeiende vragen in de kosmologie is de vraag hoe snel het heelal uitdijt en sinds een jaar of vijf weten we dat die vraag ook tegelijk één van de meest ingewikkelde én ook boeiende discussies heeft opgeleverd: de Hubble spanning. Dé maat voor de expansiesnelheid van het heelal is de Hubble constante H0, genoemd naar Edwin Hubble, de man die eind jaren twintig van de vorige eeuw voor het eerst waarnam dat het heelal aan het uitdijen is. Die Hubble spanning in een notendop komt er op neer dat de metingen van H0 twee verschillende waardes heeft opgeleverd, die zo’n 9% in waarde uiteenliggen, een verschil dat een kans van 1 op 100.000 heeft dat ‘t een statistische fout is. Metingen aan het héél vroege heelal zeggen dat H0 zo’n 67,4 kilometer per seconde per megaparsec is, d.w.z. dat een gemiddeld sterrenstelsel dat 10 megaparsec van ons vandaan staat met een snelheid van 674 km/s van ons vandaan vliegt. Metingen aan het huidige heelal daarentegen hebben een andere waarde, die 9% hoger ligt: 74,03 km/s/Mpc. OK, dat verhaal is bekend.

Nu de laatste metingen: met een techniek die ze de “time-delay cosmography” noemen hebben sterrenkundigen van de HOLiCOW samenwerking (dat staat voor ‘H0 Lenses in COSMOGRAIL’s Wellspring’) drie quasars bestudeerd, die allemaal door zwaartekrachtlenzen als meerdere beeldjes te zien zijn – veroorzaakt doordat er tussen de quasar en de aarde nog een ‘lensstelsel’ in staat dat het licht van de quasar in die meerdere beeldjes afbuigt én versterkt. Hierboven zie je de beeldjes van die drie quasars, de bovenste rij gefotografeerd met Adaptieve Optiek, de onderste rij met de Hubble ruimtetelescoop.

Credit: Tommaso L. Treu, Philip J. Marshall.

Het licht van die beeldjes van komt zoals je ziet van alle kanten rondom het lensstelsel tot ons en dat licht komt niet exact tegelijk aan, er zit wat tijdsverschil in (zoals te zien in de afbeelding hierboven, waarin het licht van straal A eerder bij de aarde arriveert dan van straal B). Dát tijdsverschil kunnen ze met die genoemde techniek meten en daarmee kunnen ze heel nauwkeurig de afstand van de quasars meten. Uitkomst van de metingen op grond van deze waarnemingen aan de drie quasars is H0=76,8 km/s/Mpc, details in dit vakartikel. Opmerkelijk is dat dezelfde HOLiCOW groep op basis van waarnemingen aan zes quasars, waaronder de drie die je hierboven ziet, op een iets lagere waarde komt, namelijk H0=73,3 km/s/Mpc, details daarvan in dit vakartikel. Beiden lijken daarmee de waarde van het huidige, late heelal te kiezen, de waarde die eerder is waargenomen aan de hand van type Ia supernovae en Cepheïden, onder andere gedaan met de Hubble en Gaia ruimtetelescopen.

Credit: Riess et al/Planck collaboration/Abott et al.

Hierboven zie je de Hubble spanning duidelijk weergegeven, links de uitkomst van de metingen aan Ho gedaan door de instrumenten die naar het vroege heelal hebben gekeken, Planck en de Dark Energy Survey, rechts de metingen van het late heelal, onder andere van SHOES (da’s de Hubble ruimtetelescoop) en nu dan van HOLiCOW. Eén van de geraadpleegde bronnen van deze blog eindigt met “The tension between early and late-universe H0 measurements seems to be growing more significant––what a fascinating time for the era of precision cosmology!” En daar ben ik het helemaal mee eens. Wordt vervolgd! Oh ja, hieronder nog een video over de waarnemingen aan de quasars met HOLiCOW.

Bron: Symmetry Magazine + In the Dark + Astrobites.

Trackbacks

  1. […] ω een andere waarde dan -1 heeft? De laatste metingen aan de expansiesnelheid van het heelal met behulp van het HOLiCOW project geven verrassend de volgende […]

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: