17 juli 2024

Nieuwe natuurkunde in het lokale heelal kan de Hubble spanning niet oplossen

Credit: NASA/STScI

Al ruim zeven jaar is er een debat gaande over de vraag met welke snelheid het heelal uitdijt, een debat onder sterrenkundigen dat bekend staat als de Hubble spanning en dat draait om twee uiteenlopende waarden voor die snelheid, aangegeven met de Hubble constante H0: deze is 73,0 km/s/Mpc als je kijkt naar lokale meetlatten, zoals Cepheïden en type Ia supernovae, lokaal wil zeggen in het huidige heelal. Gebruik je de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB) en de zogeheten baryonische accoustische oscillaties (BAO’s) om de snelheid te meten dan krijg je H0 ≈ 67,4 km/s/Mpc. Het verschil is inmiddels te groot geworden om verklaard te worden door instrumentele meetfouten, dus is men aan het kijken of het heelalmodel wel klopt, het vigerende ΛCMD model, het model dat uit gaat van het bestaan van donkere energie (Λ) en koude donkere materie (CDM). Er is dus sprake van ‘Nieuwe Natuurkunde’, van BSM, van physics Beyond Standard Model, zoals ze het noemen? Ja dat zou kunnen, maar dan wil je ook graag weten of die natuurkunde al in het vroege heelal plaatsvond, zeg maar in de eerste miljard jaar van het heelal, of in het lokale, huidige heelal, pakweg 13,8 miljard jaar na de oerknal?

Het expanderende heelal. Credit: NASA/WMAP

Ryan E. Keeley en Arman Shafieloo (University of California Merced) hebben die vraag proberen te beantwoorden en het resultaat is dat het niet in het lokale heelal kan zijn, het gebied dat zich kenmerkt door lage roodverschuivingen (in het vroege heelal heb je juist de hoge roodverschuivingen). Het zou bijvoorbeeld kunnen zijn dat de donkere energie niet constant is (dus anders dan Einstein’s kosmologische constante Λ), maar dat hij verandert in de loop van de tijd. Keeley en Shafieloo hebben nu diverse statistische hulpmiddelen losgelaten op de mogelijke varianten, waarbij ze ook rekening houden met de interactie tussen veranderende donkere energie en donkere materie, en telkens is het resultaat dat geen van die varianten toegepast in het lokale heelal de snelheid van expansie dusdanig kan veranderen dat de Hubble spanning is opgelost. Met andere woorden: de oplossing moet gezocht worden in Nieuwe Natuurkunde, die zich in het vroege heelal afspeelde. Wordt vervolgd.

Meer informatie vind je in het vakartikel van Ryan E. Keeley en Arman Shafieloo, Ruling Out New Physics at Low Redshift as a Solution to the H0 Tension, Physical Review Letters 2023.

Bron: Phys.org.

Share

Speak Your Mind

*