Twee uitkomsten van de Tolmantest. Credit: Wikipedia.
We hebben het hier eerder al eens gehad over de Tolmantest, voluit de ‘Tolman surface brightness test’. De test is genoemd naar Richard Tolman, die er in 1930 als eerste mee aankwam. Bij de Tolmantest wordt gekeken naar de schijnbare helderheid van de oppervlakte van sterrenstelsels en wordt deze vergeleken met hun schijnbare grootte. De verhouding tussen helderheid en grootte staat bekend als oppervlaktehelderheid (Engels: surface brightness). Over het algemeen geldt dat hoe groter een sterrenstelsel, hoe helderder het zou moeten zijn, dus de oppervlaktehelderheid van elk sterrenstelsel zou ongeveer hetzelfde moeten zijn. Verder weg gelegen sterrenstelsels zouden zwakker lijken, maar ze zouden ook een kleinere schijnbare grootte hebben, dus de oppervlaktehelderheid zou nog steeds hetzelfde zijn. De Tolman-test voorspelt dat in een statisch, niet-uitdijend heelal de oppervlaktehelderheid van alle sterrenstelsels ongeveer hetzelfde zou moeten zijn, ongeacht de afstand. Dat zien we in de praktijk echter niet: we zien dat verder verwijderde sterrenstelsels een zwakkere oppervlaktehelderheid hebben dan dichterbij gelegen sterrenstelsels. De hoeveelheid verzwakking van de helderheid is evenredig met de hoeveelheid roodverschuiving die het sterrenstelsel heeft.
Zo ontstaat kosmologische roodverschuiving. Credit: NASA/ESA/Leah Hustak (STScI).
De Tolmantest voorspelt dat in een eenvoudig uitdijend heelal de oppervlaktehelderheid van sterrenstelsels evenredig zou afnemen met zowel de roodverschuiving als de afstand. We zien alleen de effecten van roodverschuiving. En precies dát werd in 2014 aangegrepen door Eric Lerner, Renato Falomo en Riccardo Scarpa om met Hubble gegevens in de hand van waargenbomen helderheden en groottes van sterrenstelsels te beargumenteren dat we volgens de test leven in een statisch heelal. En wat mist een statisch heelal: juist ja, een oerknal, een begin. Een heelal zonder oerknal én met ’tired light’, dat wil zeggen licht dat vanzelf vermoeid raakt, dat wil zeggen energie verliest, zou het einde betekenen van het ΛCDM model. Toen al waren er diverse tegenargumenten om de claim van Lerner et al te verwerpen, lees die blog er nog even op na. En nu, zes jaar na dato, komen er zelfde claims dat het vigerende ΛCDM model van de oerknal en het verdere verloop van het heelal niet juist is, dit keer gebaseerd op gegevens waargenomen met de Webb ruimtetelescoop – zie onder andere dit vakartikel en dit artikel van dezelfde Eric Lerner als die we al in 2014 zagen.
Welnu, waar het fout gaat in de ‘statische benaderingen’ is dat ze veronderstellen dat de roodverschuiving van sterrenstelsels komt doordat ze zich allemaal van ons af bewegen. Dat is onjuist, hun roodverschuiving ontstaat niet doordat ze zich van ons af bewegen (dan zou het een Dopplerverschuiving zijn zoals dat heet), maar doordat ze meebewegen met de ruimte in het alsmaar uitdijende heelal, iets dat ze de kosmologische of Hubble-roodverschuiving noemen. Een cruciaal verschil! Het zorgt er namelijk voor dat verre sterrenstelsels iets groter lijken dan in een statisch heelal. Ze zijn ver weg en klein, maar de uitbreiding van de ruimte geeft de illusie dat ze groter zijn. Het is daarom dat de oppervlaktehelderheid van verre sterrenstelsels slechts proportioneel zwakker wordt met de roodverschuiving. En dat maakt dat de waarnemingen gedaan met Webb níet in strijd zijn met de voorspellingen van het ΛCDM model. Kijk in dit verband ook nog even naar de interessante video die je hierboven ziet en waarin ook wordt ingegaan op de (foutieve) interpretatie van de Webb-gegevens. Bron: Koberlein + I Exist.
