6 juli 2020

Is het nou een Hubble H0 spanning of meer een T0 spanning?

credit: NASA/JPL/STScI Hubble Deep Field Team

Het verhaal van de Hubble spanning hoef ik jullie niet meer uit te leggen, of je moet de afgelopen vier jaar onder een steen hebben gelegen. Soms zijn er pogingen de Hubble spanning op te lossen die heel verrassend zijn en de hypothese die ik vandaag tegenkwam is er zo eentje. Centraal daarin staat T0, de huidige gemiddelde temperatuur van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels : Cosmic Microwave Background, CMB). Die achtergrond van 400 fotonen per kubieke cm, restant van de hete oerknal 13,8 miljard jaar geleden, is enkele jaren terug uitgebreid bestudeerd met de Europese Planck satelliet. Op grond van die waarnemingen kwam ‘ie tot een Hubble constante H0 in het huidige heelal van 67,4 km/s/Mpc. Planck deed dat door naar de anisotropieën te kijken in de CMB, de minieme variaties (in de orde van een honderduizendste van T0) in temperatuur, waarbij de iets hogere temperaturen komen door gebieden in het vroege heelal waar de dichtheid aan materie hoger was en de lagere temperaturen waar die lager was (zie afbeelding hieronder).

De CMB, waargenomen door Planck. Blauw de iets koelere gebieden, rood de iets warmere gebieden ten opzichte van T0. (Credit: ESA/Planck)

Bij deze variaties moet je kijken naar de gemiddelde temperatuur van de CMB, waar je boven of onder kunt zitten. Die gemiddelde temperatuur van de CMB in het huidige heelal T0 is 2,72548 ± 0,00057) K. Maar deze gemiddelde temperatuur is niet door Planck gemeten, Planck heeft alleen de anisotropieën gemeten ten opzichte van T0. De gemiddelde temperatuur was eerder al gemeten met experimenten met ballonnen op aarde en met het FIRAS instrument aan boord van COBE, een voorganger van Planck. Die waarde van T0 werd door de mensen van het Planck team gebruikt als basis aanname, een zogeheten ‘prior’. Maar wat nou als die aanname onjuist is? Dat is wat Mikhail M. Ivanov, Yacine Ali-Haïmoud en Julien Lesgourges zich onlangs afvroegen en waarover ze dit vakartikel publiceerden. Wat nou als T0 niet 2,72548 K is, verandert dat niet H0? Ivanov en z’n collega’s draaiden het daarom om: kijk naar H0 en probeer daarmee T0 te bepalen. Dat leverde als resultaat het volgende op:

Credit : Ivanov et al.

Als de waarde van H0 van Planck en SHoES wordt genomen komt de grijze piek eruit, afwijkend van de FIRAS waarde voor T0. Nou is alleen H0 van Planck verschillend van die van SHoES, want de laatste is gebaseerd op waarnemingen aan Cepheïden en type Ia supernovae in het lokale heelal. Maar neem je het gemiddelde dan krijg je een andere T0 en daarmee zou de Hubble-spanning van H0 uit de wereld zijn. Die T0 die daarvoor nodig is bedraagt zo’n 2,58 K, da’s 0,14 K lager dan de waarde van FIRAS. Maar die waarde is afwijkend van wat de zogeheten BAO’s (Baryon Accoustic Oscillations) weer aan gemiddelde temperatuur van de CMB opleveren, de blauwe lijn in de grafiek hierboven. En die ligt weer dicht bij de FIRAS-waarde van T0. De Hubble spanning, in de vorm van H0 óf in de vorm van T0. blijft dus nog wel bestaan. Bron: Astrobites.

Comments

  1. En nu komen er ook nog magnetische velden aan te pas om het deze spanning te tackelen, interessante gedachte. https://www.quantamagazine.org/the-hidden-magnetic-universe-begins-to-come-into-view-20200702/

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: