Site pictogram Astroblogs

De Hubble-spanning: de kosmologische waarde lijkt de voorkeur te hebben boven de lokale waarde

De Hubble eXtreme Deep Field (XDF). Hebben het heelal en zwarte gaten van donkere energie invloed op elkaar? credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI).

Credit: Weikang Lin, Katherine J. Mack, Liqiang Hou.

Het is een poosje stil geweest rondom de Hubble-spanning – bekijk deze pagina met alle blogs over de Hubble-spanning, voor als je afgelopen drie jaar onder een steen hebt gelegen. Maar met het recent verschijnen van dit wetenschappelijke artikel is er weer genoeg stof tot nadenken en schrijven:

Investigating the Hubble Constant Tension — Two Numbers in the Standard Cosmological Model, Weikang Lin, Katherine J. Mack, Liqiang Hou

In de Hubble-spanning draait alles om de waarde van de Hubble-constante. De afstand tussen sterrenstelsels neemt toe sinds de oerknal van 13,8 miljard jaar geleden, doordat de ruimte uitdijt. Hoe verder een sterrenstelsel is verwijderd, hoe groter de snelheid waarmee het van ons af beweegt, hetgeen Edwin Hubble eind jaren twintig van de vorige eeuw ontdekte. De naar hem genoemde Hubble-constante is de verhouding tussen de snelheid en de afstand. Voor sterrenkundigen is die Hubble-constante een essentiële eenheid om nauwkeurig afstanden in het universum te bepalen. Die afstanden zijn weer belangrijk om in te schatten hoe helder of groot objecten zijn en dat helpt sterrenkundigen te begrijpen hoe het heelal zich heeft ontwikkeld. Probleem is nu dat er twee verschillende waardes worden gevonden voor de Hubble-constante, die ver uiteen liggen: de kosmologische waarde op grond van waarnemingen o.a. aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling door Planck (H0=67,4 ± 0,5 km/s/Mpc) en de lokale waarde, gemeten met behulp van Cepheïden en type Ia supernovae door Hubble (H0=73,9 ± 1,6 km/s/Mpc).

In dat genoemde artikel kijken Lin, Mack en Hou niet alleen naar de Hubble-constante, maar betrekken ze er ook een andere parameter bij, de totale dichtheid van de materie in het heelal, een parameter die Omega wordt genoemd. Om de Hubble-constante en Omega te kunnen vaststellen hebben ze een veelheid aan waarnemingen verzameld en daar de uitkomsten van vergeleken, o.a. van de DES (Dark Energy Survey Year 1), BAO (Baryonic Accoustic Oscillations), WMAP (9-jaarsresultaten 2013) en Planck (Planck 2018, DR3). De ingewikkelde uitkomst van hun onderzoek zie je in de grafiek bovenaan, een tamelijk complex geheel. Het leverde niet alleen een nieuw resultaat op van de waarde van de Hubble-constante (H0=68,5 km/s/Mpc), maar ook een mogelijke oplossing van de Hubble-spanning:

Based on our analysis, the local measurement is the most outlying and therefore drives the bulk of the tension. This may suggest that the most likely solution to the tension is an alteration to the local result, either due to some previously unseen feature in our local cosmic environment, or some other unknown systematic effect.

Jawel, dat dus: als je aanneemt dat die Hubble-spanning er echt is, dan is het meer waarschijnlijk dat er iets schort aan de lokale waarde dan aan de kosmologische waarde. En niks nadah nieuwe natuurkunde, die achten ze kennelijk niet nodig. Bron: Francis Naukas + In the Dark.

Mobiele versie afsluiten