Credit: Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA
Al bijna tien jaar heerst er een ‘Hubble spanning’ in de kosmologie, de tak van de sterrenkunde die zich bezighoudt met het heelal als geheel. Ik heb er een compleet dossier aan gewijd en in een notendop komt het hier op neer:
Het draait allemaal om H0, de waarde van de Hubble constante op dit moment. Die constante werd eind jaren twintig door Edwin Hubble en Georges Lemaître bedacht en hij geeft aan hoe snel de ruimte van het heelal expandeert, weergegeven in km/s/Mpc (1 Mpc=3,26 miljoen lichtjaar). Er zijn grofweg twee manieren om H0 te bepalen, de ene baseert zich daarbij op verschillende methodes, die in het nabije, lokale heelal gebruikt kunnen worden, dat is de zogeheten kosmische afstandsladder, de andere baseert zich op methodes die kijken naar het ver verwijderde heelal, het heelal van kort na de oerknal. Bij de kosmische afstandsladder hanteren ze bijvoorbeeld parallax, Cepheïden en type Ia supernovae om de snelheid van uitdijing te meten en die hebben een H0 van 73,0 ± 1,0 km/s/Mpc opgeleverd. Bij het vroege heelal gebruiken ze de kosmische microgolf-achtergrondstraling (CMB) en de zogeheten baryonische accoustische oscillaties (BAO’s) om de snelheid te meten en dat heeft 67,4 ± 0,5 km/s/Mpc opgeleverd. Da’s een verschil van 5,6 km/s/Mpc en die kan niet verklaard worden door instrumentele meetfouten.
Webb kan veel scherper zien (links te zien) dan de oude waarnemingen (rechts te zien). Credit: Freedman et al.
Enkele maanden terug werd het door Wendy Freedman (Universiteit van Chicago) aangekondigd bij een congres van de Royal Society in London genaamd Challenging the Standard Cosmological Model: een recente mix van metingen geeft een waarde van 69,1 ± km/s/Mpc voor H0, eentje die dus precies tussen de late en vroege meting inligt. En met die waarde – áls ‘ie klopt uiteraard – zou de Hubble spanning opgelost kunnen zijn, want dan is er geen onoverbrugbaar verschil meer tussen de twee metingen.
Vandaag verscheen het lang verwachte vakartikel van Freedman et al over de metingen:
Wendy L. Freedman et al, Status Report on the Chicago-Carnegie Hubble Program (CCHP): Three Independent Astrophysical Determinations of the Hubble Constant Using the James Webb Space Telescope, arXiv (12 augustus 2024).
En enkele dagen terug was deze er: The Chicago-Carnegie Hubble Program: The JWST J-region Asymptotic Giant Branch (JAGB) Extragalactic Distance Scale – van (bijna) dezelfde auteurs, arXiv (6 augustus 2024).
Er is voor de metingen gebruik gemaakt van niets minder dan de Webb (JWST) ruimtetelescoop en daarmee zijn drie soorten metingen gedaan: aan 1. Tip of the Red Giant Branch (TRGB) sterren, 2. JAGB (J-Region Asymptotic Giant Branch) sterren en aan 3. Cepheiden. Daarnaast hebben ze bij tien nabije sterrenstelsels type Ia supernovae waargenomen. Voor de JAGB methode zie je hieronder de resultaten, in rood links de oude resultaten, rechts de nieuwe resultaten in blauw.
Credit: W. Freedman et al.
Alles bij elkaar opgeteld en gewogen is de uitkomst dat H0 = 69,96 ± 1,05 (stat) ± 1,12 (sys) km s-¹ Mpc-¹. “Based on these new JWST data and using three independent methods, we do not find strong evidence for a Hubble tension“, aldus Freedman. Voor de metingen hebben ze gekeken naar objecten in het nabije, huidige heelal, dus naar metingen die gebruik maken van de genoemde kosmische afstandsladder. Als die H0 van bijna 70 klopt dan moeten er in eerdere metingen (met 73 als uitkomst) dus ergens fouten zijn gemaakt. En da’s waar de sterrenkundige Ethan Siegel bezwaar tegen maakt in zijn blog van vandaag (zie de bron Starts with a Bang). Hij wijst op die eerdere metingen, o.a. van het zogeheten SH0ES team, en maakt in zijn blog duidelijk dat die metingen goed gefundeerd zijn en niet zomaar als onbruikbaar terzijde kunnen worden geschoven. Er zouden in de JAGB metingen ook geen systematische fouten zijn meegewogen en als dat wel gebeurt dan kan dat een verschil van maar liefst ± 4 km/s/Mpc bedragen, waarmee de gehele meting met Webb in een ander daglicht kan komen te staan [1]Noot van mij: in het artikel van Freedman et al van 6 augustus is inderdaad géén systematische fout opgenomen, in het artikel van 12 augustus wel!. Kortom, hier is het laatste woord nog niet over gezegd.
Bron: Starts with a Bang + Phys.org + In the Dark.
Voetnoten
| ↑1 | Noot van mij: in het artikel van Freedman et al van 6 augustus is inderdaad géén systematische fout opgenomen, in het artikel van 12 augustus wel! |
|---|
Speak Your Mind