3 oktober 2022

De sterkte van de zwaartekracht is afgelopen vijf miljard jaar niet veranderd

Credits: NASA, ESA, CSA, and STScI

Een internationaal team van sterrenkundigen verbonden aan de Dark Energy Survey heeft door onderzoek met de Victor M. Blanco 4-meter Telescoop in Chili vast kunnen stellen dat de zwaartekracht in de afgelopen vijf miljard jaar niet van sterkte is veranderd. Dit is een antwoord op suggesties die de afgelopen jaren worden gedaan vanwege de bekende Hubble-spanning dat de zwaartekracht niet constant is, zoals in Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie (ART) uit 1915 wordt verondersteld, maar dat er sprake is van een zeer geleidelijke verandering van de zwaartekracht. Dat het heelal uitdijt weten we sinds eind jaren twintig van de vorige eeuw dankzij het werk van Edwin Hubble en dat het heelal versneld uitdijt weten we sinds eind jaren negentig van de vorige eeuw, toen onafhankelijke teams die versnelling ontdekten met behulp van type Ia supernovae. In het heelal zijn op grote schaal twee krachten werkzaam die tegengesteld zijn en die het lot van het heelal bepalen, de aantrekkingskracht van gewone én donkere materie en de afstotende werking van de donkere energie. Zowel de donkere materie als de donkere energie zijn de grote, mysterieuze onbekenden in dit verhaal en de vraag is of ze door een wijziging van de ART mogelijk wel verklaard kunnen worden. Een veranderende zwaartekracht zou passen in zo’n aangepaste ART, dus vandaar dat men aan de hand van waarnemingen wilde kijken of daar sprake van is. Niet dus, zo blijkt uit recent onderzoek van DES en gepubliceerd in dit vakartikel, gepresenteerd afgelopen woensdag op de ‘International Conference on Particle Physics and Cosmology’ (COSMO’22) in Rio de Janeiro.

Zo werkt een zwaartekrachtlens. Credit: NASA and ESA

Wat de DES-groep deed was kijken naar zo’n 100 miljoen (!) sterrenstelsels en dan met name te kijken naar de effecten van zwaartekrachtlenzen, een door Einstein voorspelt effect dat je hierboven in de illustratie uitgebeeld ziet (zie ook de door Webb gemaakte foto van SMACS 0723 bovenaan de blog, waarin je die effecten als de gebogen streepjes ook ziet). De sterrenstelsels bevinden zich tot vijf miljard lichtjaar afstand, dus zo lang kunnen we daarmee terug kijken in de tijd. Dankzij de zwaartekrachtlenzen kunnen de sterrenkundigen goed in beeld krijgen hoe zowel de gewone als donkere materie in en rondom de (clusters van) sterrenstelsels verdeeld zijn, een verdeling waar de sterkte van de zwaartekracht een grote rol in heeft. Door dus die stelsels goed te bestuderen kon men meten hoe sterk de zwaartekracht gedurende die laatste vijf miljard jaar was en die blijkt niet te zijn veranderd.

Nou is vijf miljard jaar terug in de tijd weliswaar ver, maar het is nog niet de helft van de leeftijd van het heelal, dat 13,8 miljard jaar oud is. je weet dus niet wat er vóór die tijd met de zwaartekracht aan de hand was. Daarom willen ze met toekomstige telescopen nog verder terug kijken in de tijd, nog verder in het heelal. Het gaat dan met name om ESA’s Euclid missie, die niet eerder dan 2023 wordt gelanceerd en  NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope, die gepland staat voor lancering mei 2027. Euclid bijvoorbeeld kan tot acht miljard lichtjaar ver weg kijken. Het onderzoek van DES laat ook nog een andere vraag open: of niet de zwaartekracht aan verandering onderhevig is, maar de donkere energie. Is de sterkte van de donkere energie altijd hetzelfde, zoals uitgedrukt in Einstein’s kosmologische constante Λ, óf is ook die aan verandering onderhevig? Wordt vervolgd. Bron: NASA.

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: