Hoe kan de Hubble spanning worden opgelost… volgens Grok?

Credit: Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA

Grok? Ik hoor het vele Astrobloglezers al denken, ‘Grok, wie is dat?‘ Op X (voorheen Twitter) is Grok sinds een poosje een nieuwe tool. Het is een chatbot met generatieve kunstmatige intelligentie, ontwikkeld door xAI. Het is gebaseerd op een groot taalmodel (LLM) en werd ontwikkeld op initiatief van X-baas Elon Musk als directe reactie op de snelle opkomst van ChatGPT van OpenAI. Om eens te kijken of Grok ook op ingewikkelde astronomische vraagstukken antwoord kan geven vroeg ik hem/haar/het (geen idee wat de juiste is) de simpele vraag: “hoe kan de Hubble spanning worden opgelost?” (kijk in dit dossier over wat de Hubble spanning is als je een paar jaar onder een steen hebt gelegen). Hier Grok’s antwoord, dat al binnen een paar seconden op de vraag verscheen:

De Hubble-spanning verwijst naar de discrepantie tussen de waarde van de Hubble-constante, die de uitdijingssnelheid van het universum beschrijft, zoals gemeten door lokale observaties (bijvoorbeeld supernovae van type Ia) en zoals voorspeld door de kosmische microgolfachtergrondstraling (CMB). Hier zijn enkele manieren waarop wetenschappers proberen deze spanning op te lossen:

1. Nieuwe Fysica:
   • Donkere Energie: Het zou kunnen dat onze modellen van donkere energie, die de versnelling van de uitdijing van het universum verklaren, onvolledig of onjuist zijn. Nieuwe modellen of een dynamische donkere energie-component zouden deze discrepantie kunnen verklaren.
   • Donkere Materie: Er kunnen nieuwe vormen of eigenschappen van donkere materie zijn die we nog niet begrijpen, die invloed hebben op de metingen van de Hubble-constante.
2. Verbeterde Metingen:
   • Betere Supernovae-observaties: Door meer nauwkeurige metingen van supernovae te doen, kunnen we de Hubble-constante beter bepalen. Dit kan met nieuwe of verbeterde telescopen zoals de James Webb Space Telescope.
   • Gravitatielenzen: Het gebruik van zwaartekrachtlenzen om de Hubble-constante te bepalen kan een onafhankelijke methode bieden om de spanning te verifiëren of op te lossen.
3. Systematische Fouten:
   • Kalibratie en Methodologie: Zowel de methoden die worden gebruikt om de Hubble-constante te meten door supernovae als door CMB kunnen systematische fouten bevatten. Het herzien van deze methoden of het verbeteren van de kalibratie kan helpen de spanning op te lossen.
4. Nieuwe Modellen van het Universum:
   • Alternatieve Kosmologische Modellen: Misschien is het standaard Lambda-CDM-model van de kosmologie onvolledig. Nieuwe modellen die bijvoorbeeld interacties tussen donkere materie en donkere energie toestaan, zouden de spanning kunnen verklaren.
5. Nieuwe Waarnemingen:
   • Toekomstige Telescopen: Telescopen zoals de Europese Extremely Large Telescope (ELT) of de Nancy Grace Roman Space Telescope kunnen nieuwe data leveren die ons meer inzicht geven in de kwestie.

De oplossing van de Hubble-spanning zal waarschijnlijk een combinatie van deze benaderingen vereisen. Wetenschappers blijven gegevens verzamelen en theorieën testen om te begrijpen of de spanning wijst op nieuwe fysica of simpelweg een kwestie is van onvolledige of onnauwkeurige metingen.

Grok

De hamvraag is dan natuurlijk: klopt het? Het antwoord daarop is simpel: niemand weet op dit moment hoe de Hubble spanning kan worden opgelost, Grok niet, de sterrenkundigen en natuurkundigen ook niet. Wel is duidelijk in welke richtingen de oplossingen gezocht moet worden en in die zin komt Grok’s antwoord aardig overeen met die denkrichtingen. Zo zou het inderdaad kunnen zijn dat er nieuwe modellen nodig zijn, zoals met dynamische donkere energie, waar Grok het ook over heeft. Hij noemt ook de modellen waarin er interacties bestaan tussen donkere materie en donkere energie, hé daar had ik deze week nog een Astroblog over. De systematische fouten zouden de twee uiteenlopende waarden van de Hubble constante H0 wel ietsje bij elkaar kunnen brengen, maar ze helemaal samenbrengen zal denk ik niet lukken, omdat de foutmarges zo klein zijn geworden bij beide ‘kampen’.

Resumerend denk ik dat Grok een aardig antwoord heeft geformuleerd. Het geeft uiteraard geen gedetailleerd antwoord, maar wat er staat is geen onzin. Als een tool om op bepaalde vragen een helder antwoord te krijgen is Grok daarom een bruikbaar hulpmiddel. Ik heb overigens twee jaar geleden ook al eens gebruik gemaakt van ChatGPT, toen om er een Astroblog mee te schrijven. Mmmmmm, wie weet ga ik daar Grok ook een keertje voor lenen.

Gerelateerde Astroblogs:

Dit is één van de quasars die heeft bijgedragen aan het oplichten van het heelal