22 september 2021

Onderzoek aan ruim 1000 supernova lijkt te wijzen op een veranderlijke Hubble ‘constante’

Voorstelling van het uitdijende heelal. Credit: NAOJ.

Een internationaal team van sterrenkundigen heeft op basis van onderzoek aan meer dan duizend supernovae aanwijzingen gevonden dat het model dat de uitdijing van het heelal het beste beschrijft uit moet gaan van een veranderlijke Hubble constante H0. Dat betekent dat die Hubble constante dus helemaal geen echte constante is, maar dat hij verandert met de tijd afstand – “We find that H0 evolves with redshift” zoals ze het zelf zeggen. Het team, dat onder leiding stond van Maria Dainotti (o.a. National Astronomical Observatory of Japan) keek naar welgeteld 1048 ver verwijderde supernovae en de resultaten van dat onderzoek zullen op 17 mei a.s. verschijnen in the Astrophysical Journal. Het zou kunnen dat de gegevens van die supernovae, die van type Ia zijn (exploderende witte dwergen) vertekend zijn en dat de Hubble constante helemaal niet veranderlijk is, maar daar willen ze met toekomstige waarnemingen met de Hyper Suprime-Cam van de Subaru Telescoop op Hawaï uitsluitsel over even. Klopt de conclusie wel, namelijk dat de Hubble constante veranderlijk is, dan is er mogelijk nieuwe natuurkunde nodig, die deze veranderlijkheid kan verklaren – “it could be due to astrophysical selection effects or to modified gravity”, zoals ze het zelf opperen.  Bron: NAO.

Comments

  1. Paul Bakker zegt

    Hè? Ik begrijp dit artikel niet.
    De Hubble constants H wordt altijd al gedacht te veranderen in de tijd. Het leek immers logisch dat de expansie van het heelal gedurende de tijd zou afnemen door de zwaartekracht. Daarom bestaat het begrip H0: de waarde van de Hubble constante in onze tijd. De Hubble parameter is een evenredigheid factor in een formule en is zodanig misleidend als constante de geschiedenis in gegaan.
    De verrassing aan onderzoek aan supernovae was dat de expansie lijkt toe te nemen gedurende de tijd, i.p.v. afnemen. Maar dat geen nieuw idee en waar donkere energie als ‘verklaring’ voor is verzonnen.

  2. Ik denk dat het draait om het verschil tussen de Hubble parameter H en de Hubble constante H0. Die eerste is inderdaad variabel, de tweede H0 – de waarde die H op dit moment heeft – is constant. Als ze met Planck de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB) meten kunnen ze daar de waarde van H0 uit afleiden. De CMB dateert van 380.000 jaar na de oerknal, dus 13,8 miljard jaar geleden. H was toen veel hoger inderdaad, maar de waarde die H0 heeft zou gelijk moeten zijn aan de waarde die ze met type Ia supernovae en Cepheïden in het lokale heelal meten, maar dat is dus niet zo. H0 zou dus 13,8 miljard jaar geleden hetzelfde moeten zijn als nu, de Hubble parameter H neemt geleidelijk af. Maar kennelijk verandert H0 toch met de tijd.

  3. Nico zegt op19 augustus 2019 op 19:50
    https://www.astroblogs.nl/2019/08/19/nieuwe-waarde-hubble-constante-verrassend-dicht-bij-de-planckwaarde-voor-vroege-heelal/
    “Het zou mooi zijn om nog een referentie te vinden waarmee bewezen kan worden dat H0 tijdens de expansie langzaam veranderd onder invloed van tijd.”
    En voila, alsof ze astroblogs gelezen hebben 🙂

  4. Paul Bakker zegt

    Waar ik mee zit is een definitie-kwestie denk ik.
    Je zegt: H0 is de waarde die H op DIT MOMENT heeft.
    En vervolgens verandert H0 met de tijd. Maar dan is het een ander moment (of iemands anders relatieve tijd), toch?

  5. Ik meen dat ze een methode gebruikt hebben om de Hubble parameter H0 (z=0) opnieuw te berekenen voor groepen objecten op diverse afstanden (dus diverse redshifts, z>0). Er zit een extra element in hun methode om de evolutie van deze objecten (en de wijze waarop die onze metingen beïnvloeden, met name de helderheid van de ‘standard candles’) mee te nemen. Ze schatten dus de waarde van H0 voor afgelegen objecten op grond van meer dan alleen hun redshift.

    Vanuit daar hebben ze doorgerekend naar wat dat betekent voor de Hubble parameter aan het begin van ons heelal (z=1100) en dan zien ze een sterke overeenkomst die de Hubble spanning zou reduceren met meer dan 50%.
    Het lijkt erop dat hoe verder weg, hoe sterker dit effect wordt. Mogelijk gaat dit leiden tot een aanpassing in het Lambda CDM model.

  6. Ik denk zelf dat de verwarring ontstaat doordat we hier ruimte en tijd door elkaar halen. De Hubble constante is constant in de ruimte, dus qua afstand, niet in de tijd. Dus Paul heeft gelijk, de Hubble constante verandert met de tijd (feitelijk de Hubble Parameter H, die verandert). Qua afstand is de Hubble constante echt constant. Is hij hier in de buurt van ons Melkwegstelsel 70 km/s/Mpc, dan is hij dat tien miljard lichtjaar van ons vandaan ook. Het heelal strekt zich dus op één moment overal even snel uit. En ik denk dat die constantheid nu ter discussie wordt gesteld. “We find that H0 evolves with redshift” zeggen ze niet voor niets, de Hubble constante is kennelijk ook met de afstand toch variabel. Als bij ons H0 70 km/s/Mpc is, dan is het bij een quasar op 10 miljard lichtjaar afstand wellicht 69 km/s/Mpc. Nou had ik in mijn blog staan dat het onderzoek laat zien dat de Hubble constante verandert met de tijd, maar dat heb ik aangepast en verandert in afstand. Nou is het niet zo gek dat ik dat schreef, want de bron van dit artikel (de Japanse NAOJ) schreef: “The team found that the theoretical models can be made to match the observations if one of the constants used in the equations, appropriately called the Hubble constant, is allowed to vary with time.” Maar ja, laten we dat dan maar scharen onder een redactionele fout. De sterrenkundigen (Dainotti et al) zullen het wel bij het rechte eind hebben. Ik denk overigens dat ik binnenkort een blog ga wijden aan die constantheid van H0, want da’s een ingewikkelde en het roept om verduidelijking.

    • De huidige uitdijing lijkt wel degelijk kleiner op grotere afstand.

      “”We find that H0 evolves with redshift, showing a slowly decreasing trend…”

      De onderzoekers schrijven dus dat H0 op grotere afstand langzaam lijkt af te nemen. Dat is in ons ‘nu’. Dus, de H0 die voortkomt uit type Ia SNe is de expansieratio in onze kosmische buurt, maar de waarde van H0 lijkt kleiner te zijn op grotere afstand. H0, dus in ons ‘nu’.
      Naarmate je verder roodverschoven objecten hebt, neemt H0 af tot het in de buurt komt van de waarde die met Planck gemeten werd. Zelfs op korte afstand vonden ze al variaties.

      “We measure locally a variation of H0 (z=0) – H0 (z=1) = 0.4 (km/s)/Mpc…”

      Dit is natuurlijk niet geobserveerd aan de hemel, maar volgt uit de extrapolatie van hun model met een extra parameter voor de evolutie van de betreffende objecten (CMB, quasars, SNe etc.)

      Over de helderheid van de standard candles merken ze dit op:

      “If this evolution is not due to the statistical fluctuations of the division in redshift bins and other selection biases or evolution of the color and the stretch that have not been fully accounted for (Nicolas et al. 2020), we show how H0(z) could affect the definition of the luminosity itself, especially at high z. More specifically, the new definition of luminosity overestimates the standard distance luminosity definition at z= 11.09 in the Lambda CDM model by approximately 2%.”

      Helaas volg ik niet helemaal waar “the new definition of luminosity” naar verwijst – geen voetnoot ter verduidelijking.
      (voor wie het niet weet: z is roodverschuiving, z=0 is zo’n beetje lokale groep, z=1100 is de kosmische achtergrondstraling)

      De Hubble tension draait aldus niet zozeer om de data tussen beide extremen, maar:

      “[The H0 tension] is no longer a discrepancy between SNe Ia and Planck data, but an effect, in principle, observable at any redshift.”

    • Paul Bakker zegt

      Het is inderdaad ingewikkeld en ik snap het nog steeds niet, haha.
      Wat leven we toch in een interessant heelal, we boffen.
      Ik kijk uit naar je H0 blog, Arie. Ik zou zeggen begin waar de nul op slaat in H0. Staat ie voor z=0?

  7. Het ACDM model voor de expansie maakt gebruik van Einsteins kosmologische constante die weer gebruik maakt van (de grote) G, de gravitatie constante. In de literatuur zie ik diverse aanvallen op de constantheid van G die dus mede de acceleratie van het heelal bepaald. Dan speelt er nog het bekende “kosmologische constante probleem” zelf waarbij men niet begrijpt waarom de vacuum energie van het heelal niet overeen komt met de voor de hand liggende berekeningen, en wel met een factor 120 afwijkt. Voldoende dus om nog jaren vooruit te filosoferen… Link: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_constant . Bij vaststelling van de huidige H0 kan je alleen maar terug in de tijd, de vraag is welke episode je dan kiest, m.a.w. de gekozen tijdsperiode bepaald m.i. dan de “huidige” H0. Ik denk dus niet dat het een redactionele fout is, maar wie ben ik….

Speak Your Mind

*

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