Bestaan donkere energie vastgesteld met een betrouwbaarheid van maar liefst 11σ

Mocht je nog twijfelen aan het bestaan van donkere energie, de mysterieuze kracht in het heelal die verantwoordelijk is voor de versnelling in de uitdijing van het heelal, dan raad ik je aan om het artikel ‘The completed SDSS-IV extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey: a multitracer analysis in Fourier space for measuring the cosmic structure growth and expansion rate‘ van Gong – Bo Zhao et al te lezen. Daarin staan de resultaten vermeld van de Extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS), welke is uitgevoerd in het kader van de vierde waarneemcampagne van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS-IV). Dát het heelal uitdijt weten we sinds Edwin Hubble eind jaren twintig van de vorige eeuw ontdekte dat de meeste sterrenstelsels zich van ons af bewegen en dat dat sneller gaat naarmate ze verder weg staan. Dát het heelal versneld uitdijt weten sinds 1998 toen twee onafhankelijke teams met behulp van type Ia supernovae konden bewijzen dat het heelal nu sneller uitdijt dan miljarden jaren geleden. Bij eBOSS heeft men niet naar supernovae gekeken, maar naar meer dan een miljoen sterrenstelsels, welke zich op 700 miljoen tot 1,8 miljard lichtjaar afstand van ons bevinden. Al die sterrenstelsels bevinden zich in clusters en superclusters en de basis van die grootschalige structuren onstond al in het hele vroege heelal. In dat vroege heelal ontstonden er fluctuaties in de materie (die is opgebouwd uit zogeheten baryonen, dat zijn bijvoorbeeld protonen en neutronen), welke veroorzaakt werden doordat er acoustische dichtheidsgolven door het hete plasma denderden. Vandaar dat er toen Baryonische Acoustische Oscillaties (BAO’s) onstonden en die hadden allemaal zo’n beetje dezelfde omvang, pakweg 490 miljoen lichtjaar gerekend naar het huidige heelal (zie afbeelding hieronder).

Door naar de sterrenstelsels in de (super-)clusters te kijken krijg je een indruk van hoe snel de stelsels zich bewegen en hoe dat tussen 700 en 1,8 miljard jaar geleden (afstand=tijd door de lichtsnelheid) is veranderd. Probleem is daarbij dat sterrenstelsels niet alleen meebewegen met die kosmische ‘Hubble flow’, zoals ze het noemen, de beweging door de uitdijing van het heelal, maar dat ze lokaal ook andere bewegingen hebben, omdat ze bijvoorbeeld in een cluster naar elkaar toe bewegen – zoals de Melkweg en het Andromedastelsel ook naar elkaar toe bewegen en uiteindelijk zullen botsen. Met die afwijkingen in de beweging kon het team van Gong-Bo Zhao ook rekening houden en wel door het meten van de zogeheten redshift space distortions (RSD), jaja de astronomische termen vliegen jullie om de oren. Door de combinatie van de gegevens van de BAO en de RSD van de waargenomen sterrenstelsels was men in staat om met een statistische betrouwbaarheid van maar liefst 11σ, meer dan de benodigde 5σ om van een bewijs te spreken, aan te tonen dat het heelal versneld uitdijt en dat dit komt door de aanwezigheid van donkere energie, de mysterieuze energie die een afstotende werking heeft. Wat men nog niet weet is wat die donkere energie precies is. De meeste sterrenkundigen denken dat het een soort van ingebakken eigenschap van de ruimtetijd zelf is, die altijd constant is, de Kosmologische constante Λ, waar Albert Einstein het meer dan honderd jaar geleden al over had. Maar er zijn ook sterrenkundigen die denken dat de donkere energie fluctueert, een soort van vijfde natuurkracht, die ook wel kwintessens wordt genoemd. Bron: Universe Today.