18 april 2024

Kunnen bellen vol ‘nieuwe vroege donkere energie’ in het vroege heelal de Hubble spanning oplossen?

Botsende bellen in het vroege heelal. Credit: Birgitte Svennevig, University of Southern Denmark.

Sterrenkundigen worstelen al sinds 2016 met de vraag hoe snel het heelal nou precies uitdijt en waarom er twee verschillende antwoorden op die ogenschijnlijk simpele vraag liggen, iets dat de Hubble spanning wordt genoemd. Dát het heelal uitdijt weten we al sinds Edwin Hubble’s metingen bijna honderd jaar geleden aan de roodverschuiving van sterrenstelsels en dát het heelal versneld uitdijt weten we al sinds 1998 toen twee onafhankelijke teams metingen deden aan ver verwijderde type Ia supernovae. Hoe snel die uitdijing op dit moment precies gaat wordt weergegeven door de Hubble constante H0. Hét probleem is dat metingen aan H0 door waarnemingen aan het vroege heelal (middels de kosmische microgolf-achtergrondstraling, in het Engels afgekort als de CMB) een lagere waarde geven dan metingen aan het huidige lokale heelal (middels de Cepheïden en type ia supernovae), die een hogere waarde van H0 opleveren. De theorie die het ontstana van het heelal en de verdere evolutie daarvan beschrijft is het ΛCDM model, dat er van uit gaat dat het heelal naast gewone materie ook donkere energie (Λ) en donkere materie (CDM, Cold Dark Matter) kent.

Het heelal volgens het Standaard Model. Credit: Particle Data Group, LBNL 2008.

Er zijn twee mogelijke oplossingen voor de Hubble spanning: de metingen kloppen niet of het ΛCDM model klopt niet. Omdat de metingen aan vroege en huidige heelal door veel instrumenten zijn gedaan lijkt die eerste oplossing van de baan te zijn. Blijft dus over dat het ΛCDM model niet klopt, of wellicht beter, dat het model niet volledig is. En daarmee komen we op het spoor van de theoretische oplossingen, die er van uit gaan dat er iets moet worden toegevoegd aan het ΛCDM model. Eentje daarvan hebben we hier twee jaar geleden al eens genoemd, dat van de New Early Dark Energy (NEDE), dat bedacht is door Martin S. Sloth en Florian Niedermannn, twee natuurkundigen van de Universiteit van Zuid-Denemarken. Recent is het tweetal met een nieuw artikel over NEDE gekomen (zie eind voor link) en daarin betogen ze dat er in het vroege heelal een donkere energie moet hebben bestaan die verschilt van de donkere energie die we vandaag de dag hebben, de genoemde NEDE. Die moet toen een faseovergang hebben meegemaakt, een overgang die vergelijkbaar is als bijvoorbeeld water overgaat in ijs. In groeiende bellen zou NEDE in het vroege heelal, toen alle gewone materie nog in de vorm van een dicht heet plasma verkeerde, over zijn gegaan in ‘gewone’ donkere energie en dat alles in een tijdsbestek tot maximaal 300.000 jaar na de oerknal. Die bellen groeiden en begonnen tegen elkaar te botsen tot ze elkaar op een gegeven moment overlapten en ze het hele heelal bestreken en de overgang van NEDE naar gewone donkere energie compleet was. Omdat de theorie van de Denen een voorspelling doet aan de maximale massa van het zwaarste neutrino denken ze dat de theorie verifieerbaar en falcificeerbaar is.

Meer informatie over NEDE vind je in dit vakartikel dat verschenen is in Physics letters B. Bron: SDU.

Share

Comments

  1. Ik ga vanavond kijken of ik de reacties op deze blog, die afgelopen weekend gedaan werden, weer terug kan krijgen.

Speak Your Mind

*