13 december 2019

Laten type Ia supernovae ons zien dat donkere energie niet bestaat?

Credit: Astronomy & Astrophysics

In 2011 wonnen Saul Perlmutter, Adam Riess en Brian Schmidt de Nobelprijs voor de natuurkunde, omdat ze met hun teams onafhankelijk van elkaar in 1998 hadden ontdekt dat het heelal versneld uitdijt. Met CCD camera’s hadden ze in de jaren negentig type Ia supernova waargenomen, dat zijn witte dwergsterren die door massatoevoer van een begeleidende ster zwaarder worden dan de limiet van Chandasekhar en die dan kaboem gaan. Die boem is praktisch altijd even groot en daarom kunnen type Ia supernovae als goede standaard-kandelaar worden gebruikt, als betrouwbare afstandsindicator. Als je de schijnbare helderheid van de supernovae meet en je weet hun absolute helderheid, dan kan je gemakkelijk de afstand bepalen. Meet je vervolgens óók de roodverschuiving van het licht van de supernovae, dan weet je hoe lang het licht erover heeft gedaan om de aarde te bereiken.

Zo kunnen type Ia supernovae ontstaan: als een witte dwerg door massatoevoer van een begeleidende ster te zwaar wordt en explodeert. Credit: ESO.

Die twee gegevens samen – de afstand en de tijd die het licht nodig had de aarde te bereiken – vertellen je hoe snel het heelal uitdijt en op basis van waarnemingen aan pakweg 110 supernovae concludeerden de teams van Perlmutter, Riess en Schmidt dat het heelal versneld uitdijt. En waar komt die versnelling van de uitdijing door: door de donkere energie, algemeen beschouwd als de afstotende werking van de ‘quantum zero-point fluctuations of the vacuum‘. OK, dat was 1998, meer dan twintig jaar geleden. En toen waren daar Jacques Colin, Roya Mohayaee, Mohamed Rameez en Subir Sarkar. Dat viertal heeft onlangs een nieuwe dataset bekeken van type Ia supernovae, geen 110, maar 740 stuks. De gegevens komen uit de ‘Joint Lightcurve Analysis catalog‘ (JLA – hier te bewonderen) en die gegevens laten volgens de onderzoekers, die in november hun vakartikel hebben gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, zien dat donkere energie niet bestaat.

Credit: Astronomy & Astrophysics

Het viertal heeft de gegevens van de JLA gecorrigeerd voor de ‘bulk flow’, de beweging van het Melkwegstelsel in het lokale heelal als gevolg van de zwaartekrachtswerking door nabije clusters en superclusters van sterrenstelsels. Het standaard-heelal model (het zogeheten Lambda-CDM model) gaat uit van een isotrope en homogene expansie van het heelal. Maar daar denken Colin en z’n collega’s heel anders over: hun gegevens laten zien dat er een dipool is in de expansie van het heelal, een voorkeursrichting. En die richting komt overeen met de dipool anisotropie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB), aangegeven met de ster in de figuur hierboven. De roodverschuiving in de 740 supernovae is dus niet naar alle kanten toe hetzelfde (hetgeen je in een isotroop, homogeen expanderend heelal zou verwachten), maar is beïnvloed door de richting waarheen het Melkwegstelsel door de CMB beweegt. Technisch gezegd: de vier sterrenkundigen nemen op grond van de 740 supernovae een kosmische ‘deceleratie parameter’ waar van qm=-0,157 (d.w.z. de uitdijing van het heelal is aan het versnellen), maar die negatieve deceleratie nemen ze alleen waar in een specifieke richting qd=-8,03. Kortom, geen versnelling van de uitdijng die naar alle kanten even groot is, maar eentje, die een voorkeur heeft in de richting van de CMB-dipool. En daarmee is de donkere energie niet nodig om de versnelling te verklaren, de beweging van de Melkweg is voldoende. OK, daarmee is niet direct gezegd dat de donkere energie nu in de prullenbak kan. Op de statistische onderbouwing van het onderzoek van Colin et al zal vast worden gereageerd door de aanhangers van het Lambda-CDM model. En naast de type Ia supernovae waren er ook nog andere argumenten die het bestaan van donkere energie aannemelijk maken, zoals de ‘baryon acoustic oscillations’ en de CMB zelf. Wordt dus vast en zeker vervolgd. Bron: Phys.org + Backreaction.

Comments

  1. Net als ‘leeg’, wat ‘leeg’, zo bestaat ‘donker’ ook niet;

  2. Wybren de Jong zegt

    Ik krijg het idee dat het standaard model van de kosmologie nu echt staat te schudden, omdat één van de fundamenten (de nobelprijs ontdekking van de versnelde uitdijing v.h. heelal) grote barsten vertoont.

    • Ik vraag het mij af. Vraag is in hoeverre de bulk flow van het Melkwegstelsel de waarnemingen aan ver verwijderde supernovae beïnvloed. Waarnemingen met toekomstige instrumenten zoals Euclid en de Large Synoptic Survey Telescope moeten duidelijkheid geven.

  3. Het lijkt er op dat alle bekende constanten elkaar beïnvloeden en zich als variabelen gaan gedragen :-).

  4. Robert Heijd Robert Heijd zegt

    Wow! De expansie van het heelal in twijfel getrokken! Maar als de geobserveerde snelheidsverschillen allemaal veroorzaakt worden door de eigenbeweging van de Melkweg i.p.v. donkere energie, zouden er toch ook meer bronnen op ons af moeten komen? Terwijl de observaties nou juist zijn dat werkelijk bijna alles van ons af beweegt.

  5. Konden we onlangs maar 5% van het heelal waarnemen, de andere massa/energie was donker.
    Maar plots zien we al 15,4 % van het heelal, nu blijkt dat de DE simpelweg anomaliën zijn van een fout model.

    Of de Nobelprijswinnaars van 2011 fysica kun erepenning moeten teruggeven? De onderzoeksgelden zullen al wel opgesoupeerd zijn. 😉 🙂

    Ik doe alvast een ‘schot voor de boeg’: ik heb er vertrouwen in dat ook de obscure DM eerdaags het veld moet ruimen. 😉

    Hartelijke groet, Paul 😀 😀

  6. Zou Einstein dan toch weer gelijk krijgen met zijn bekentenis dat de introductie van een kosmologische constante in zijn generale relativiteitstheorie inderdaad de grootste blunder van zijn leven is? In dat geval wordt het stevig puinruimen in de literatuur na 2011…

  7. Theo Ruppert zegt

    Nieuws?:
    2,5 jaar geleden stelde Subir Sarkar al de versnelde uitdijing Im Frage in een Nikhef Colloquium (op 24 maart 2017) onder de titel “is there evidence for cosmic accelaration?”

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: