NASA’s Nancy Grace Roman ruimtetelescoop bereikt belangrijke bouwtechnische mijlpalen

NASA heeft recent onthuld dat alle ontwerp- en ontwikkelingstechnische werkzaamheden aan de Roman Space Telescope (RST), voorheen de WFIRST, zijn voltooid.  Deze ruimtetelescoop moet astronomen meer inzicht gaan geven in de aard van donkere energie en ook op zoek gaan naar exoplaneten, en zogenoemde ‘weesplaneten’ Aan de telescoop wordt gewerkt door NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, NASA JPL en Caltech. In deze perspublicatie van NASA zegt Julie McEnergy, senior projectwetenschapper bij de Roman Space Telescope het volgende over de vorderingen: “Na het bekijken van onze uitgebreide hardwaretesten en geavanceerde modellering, heeft een onafhankelijk beoordelingspanel bevestigd dat het observatorium dat we hebben ontworpen zal werken.” Nu de basis is gelegd, is het team enthousiast om door te gaan met het bouwen en testen van het observatorium. Jackie Townsend, plaatsvervangend projectmanager voegde toe: “Nu deze beoordeling is voltooid, gaan we de spannende fase in waarin we de vluchthardware die we van plan zijn te gaan gebruiken gaan assembleren en testen.” En vervolgt: “Als al onze vluchthardware klaar is in 2024, houden we het ‘System Integration Review’ en integreren we het gehele observatorium. Ten slotte zullen we de telescoop testen in omgevingen die de lancering en geplande baan simuleren om er zeker van te zijn dat de RST werkt zoals ontworpen.” De missie is gepland om uiterlijk in mei 2027 te lanceren.
Bovenstaande foto toont de  opstelling voor het testen van de ruimteomgeving van de technische ontwikkelingseenheid voor Roman’s Solar Array Sun Shield, die twee doelen zal dienen. Ten eerste zal het elektrische stroom leveren aan het observatorium. Ten tweede zal het de Optical Telescope Assembly, het WFI  en de CGI instrumenten beschermen tegen zonlicht. Credits: NASA/Chris Gunn
De ruimtetelescoop werd in 2010 aanbevolen door het National Research Council van de VS als topprioriteit voor astronomisch onderzoek van het volgende decennium. Werkzaamheden startten in 2011. In 2016 werd de WFIRST goedgekeurd voor ontwikkeling en lancering. De telescoop bezit een 2,4 brede spiegel die stellair licht reflecteert naar beeldsensoren voor verwerking en draagt twee wetenschappelijke instrumenten bij zich. Het Wide-Field Instrument (WFI), dit is een nabij-infraroodcamera, die een beeldscherpte biedt die vergelijkbaar is met die van de Hubble over een gezichtsveld van 0,28 vierkante graden, 100 keer groter dan de beeldcamera’s van de HST. Het Coronagraphic Instrument (CGI) is een camera en spectrometer, met een hoog contrast en een klein gezichtsveld die zichtbare en nabij-infrarode golflengten bestrijkt m.b.v. nieuwe technologie voor het onderdrukken van sterrenlicht. De RST’s primaire missie is gericht op de expansiegeschiedenis van het heelal en de groei van de kosmische structuur met meerdere methoden in overlappende roodverschuivingsbereiken, met als doel het nauwkeurig meten van de effecten van donkere energie. Op 20 mei 2020 kondigde NASA-hoofd Jim Bridenstine aan dat de missie de Nancy Grace Roman Space Telescope zou worden genoemd als erkenning voor de fundamentele rol van Nancy Roman als Chief of Astronomy op het gebied van astronomieonderzoek vanuit de ruimte. De telescoop gaat ook op zoek naar exoplaneten en hun potentieel voor het ondersteunen van leven.

Nancy Roman (1925 – 2018), Goddard Space Flight Center Credits; NASA

Nancy Roman werd geboren in Nashville, Tennessee op 16 mei 1925. Als kind voelde ze zich aangetrokken tot de sterren. Roman vertelde ooit in een korte NASA-documentaire. ‘Ik gaf mijn moeder de schuld omdat ze me altijd mee uit nam en me de sterrenbeelden liet zien en me het noorderlicht liet zien en dat soort dingen.” Roman behaalde een Bachelor of Science in de astronomie aan Swarthmore College en een doctoraat aan de Universiteit van Chicago. In 1955 besloot ze een baan aan te nemen bij het US Naval Research Laboratory, en in 1959 werd ze een van de eerste groep arbeiders die zich bij NASA voegde, als hoofd astronomie en relativiteit bij het Office of Space Science, slechts zes maanden nadat het bureau was opgericht. Bij NASA drong Roman aan op de ontwikkeling van een orbitale telescoop om kosmische straling in de ruimte te meten die anders onmogelijk op aarde te detecteren zou zijn vanwege atmosferische interferentie. Ze heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van vier in een baan om de aarde draaiende astronomische observatoria tussen 1966 en 1972, en hielp bij het opzetten van de International Ultraviolet Explorer, een gezamenlijk NASA/ESA project. Roman speelde ook een centrale rol bij het overtuigen van het congres om de ontwikkeling van de Hubble-telescoop ter waarde van $ 36 miljoen te financieren. In 1998 beschreef Hubble’s hoofdwetenschapper Ed Weiler haar als ‘de moeder van de Hubble-ruimtetelescoop’. Ze stierf op 25 december 2018 een natuurlijke dood – op 93-jarige leeftijd.  Bron: NASA

DESI van start om komende vijf jaar 3D-kaart van het heelal te maken en donkere energie te doorgronden

Het bekende Andromedastelsel, zoals gezien door DESI. In de cirkel wordt niet alleen het licht van (sterren in) het Andromedastelsel gemeten, maar ook van erachter liggende sterrenstelsels en quasars, 5000 objecten in één keer. Als voorbeeld is het spectrum van één quasar op 11 miljard lichtjaar afstand te zien. Credit: DESI collaboration and DESI Legacy Imaging Surveys

Gisteren – 17 mei 2021 – is na een testfase van vier maanden DESI in gebruik genomen, het Dark Energy Spectroscopic Instrument, dat verbonden is aan de vier meter Mayall telescoop van het Kitt Peak National Observatorium vlakbij Tucson, Arizona (VS). Komende vijf jaar gaat DESI het licht meten van maar liefst 30 miljoen sterrenstelsels in het heelal, reikend tot een afstand van 11 miljard lichtjaar, en dat moet de meest complete driedimensionale kaart van het heelal opleveren die ooit is gemaakt. Met die kaart wil men een beter beeld krijgen van de mysterieuze donkere energie, de energie die met z’n afstotende werking zorgt voor de versnelling in de uitdijing van het heelal, een versnelling die in 1998 voor het eerst werd ontdekt door twee onafhankelijke teams. Aan DESI werken sterrenkundigen uit maar liefst 13 landen mee en die gaan van die 30 miljoen sterrenstelsels komende vijf jaar spectra maken, waarin ze het elektromagnetische licht uiteenrafelen en via de spectraallijnen daarin zien hoe snel de stelsels bewegen en hoe ver ze van de aarde staan. Afgelopen vier maanden is proefgedraaid en toen kon men al van maar liefst 4,3 miljoen sterrenstelsels de spectra meten. DESI is een ingenieus instrument, waarin optische robotgestuurde glasvezels maar liefst 5000 sterrenstelsels tegelijk kunnen waarnemen! Iedere twintig minuten kunnen ze op die manier van 5000 sterrenstelsels spectra maken, op een lange heldere nacht kunnen ze zo 150.000 objecten waarnemen.

Bron: LBL.

Belangrijkste veronderstelling voor bestaan van donkere energie is mogelijk onjuist

Bestaat donkere energie wel? Credit: NASA/ESA.

In 1998 ontdekten twee onafhankelijke teams van sterrenkundigen van elkaar dat het heelal versneld uitdijt, hetgeen ze deden op basis van waarnemingen aan type Ia supernovae (SN Ia) , dat zijn exploderende witte dwergsterren, die door massatoevoer van een begeleidende ster zwaarder worden dan de Limiet van Chandrasekhar, ongeveer 1,4 keer de massa van de zon. Voor die ontdekking kregen Saul Perlmutter, Brian Schmidt en Adam Riess, de leiders van de twee teams, in 2011 de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen. Beide teams kwamen met één verklaring  voor de versnelling van de uitdijing: de donkere energie, die een afstotende werking heeft, tegengesteld aan de aantrekkende werking van de zwaartekracht. Het resultaat van de twee teams was wel gebaseerd op de veronderstelling dat de gecorrigeerde lichtkracht van SN Ia door de empirische standaardisatie niet zou evolueren met roodverschuiving, dat wil zeggen dat men aannam dat deze supernovae altijd dezelfde lichtkracht hebben, ongeacht de afstand (roodverschuiving is een maat voor de afstand).

De evolutie in de lichtkracht van type Ia supernovae, die donkere energie kan nabootsten. Het ‘Hubble-residu’ is het verschil in SN-helderheid ten opzichte van het kosmologische model zonder donkere energie (de zwarte stippellijn). De rode lijn is de waargenomen curve van de onderzoekers, de blauwe cirkels zijn eerder gedane waarnemingen aan supernovae. Credit: Yonsei University

Maar wat blijkt nu: sterrenkundigen van de Yonsei Universiteit (Seoul), de Universiteit van Lyon en KASI hebben met behulp van de 2,5-m telescoop van het Las Campanas Observatorium en de MMT 6,5-m telescoop gedurende negen jaar (!) spectroscopische waarnemingen gedaan aan SN Ia en daaruit komt naar voren dat die veronderstelling mogelijk onjuist is! Het blijkt dat de SN Ia wel degelijk een helderheidsevolutie meemaken, dat de witte dwergen in sterrenstelsels in het vroege heelal, die als supernova exploderen, jonger zijn dan witte dwergen in latere sterrenstelsels – in de grafiek hierboven hun resultaten. En daarmee lijkt de grondslag voor hét bewijs voor het bestaan van donkere energie, de absolute helderheid van type Ia supernovae als standaard kaars om als betrouwbare afstandsindicator te gelden, vervallen! Het lijkt erop dat de helderheidsevolutie van de SN Ia doet voorkomen alsof donkere energie bestaat, maar dat is slechts schijn.

Zo kunnen type Ia supernovae ontstaan: als een witte dwerg door massatoevoer van een begeleidende ster te zwaar wordt en explodeert. Credit: ESO.

Het bestaan van donkere energie wordt ook ondersteund door andere waarnemingen, zoals gedaan aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB) en de ‘baryonische akoestische oscillaties’ (BAO), maar die zouden ook zónder het bestaan van donkere energie kunnen. De resultaten van de onderzoekers werden gisteren bekendgemaakt op de 235e bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Honolulu op Hawaï. Hier het vakartikel, dat deze maand zal worden gepubliceerd in the Astrophysical Journal. Bron: Phys.org.

Een begrensd heelal zou de donkere energie kunnen verklaren

Credit: Immanuel Kant Baltic Federal University.

Eind jaren twintig van de vorige eeuw ontdekte Edwin Hubble dat het heelal uitdijt en zeventig jaar later ontdekten twee teams van sterrenkundigen dat het heelal versneld uitdijt. Die versnelling is niet wat men had verwacht, want in een heelal vol met (donkere) materie, dat dankzij de zwaartekracht aan elkaar trekt, verwacht je eerder een afname te zien in de snelheid van de uitdijing. Toch werd die versnelling ontdekt (aan de hand van ver verwijderde type Ia supernovae, exploderende witte dwergen) en de verklaring die daarvoor werd gegeven was donkere energie, een afstotende kracht die meer dan 70% van alle massaenergie in het heelal zou vormen. Tot op heden is niet duidelijk wat precies die donkere energie is. Recent kwamen twee Baltische sterrenkundigen met een vakartikel, gepubliceerd in International Journal of Modern Physics, waarin ze met een model komen voor wat donkere energie is (hier de ArXiv versie). In dat model trekken ze de vergelijking met het bekende Casimireffect, ontdekt o.a. door onze landgenoot Hendrik Casimir.

Het Casimireffect. Credit: Emok / Wikipedia CC BY-SA 3.0.

Het casimireffect is het natuurkundige verschijnsel dat twee dicht bij elkaar geplaatste metalen platen in een vacuüm door kwantumfluctuaties van virtuele deeltjesparen (zeer geringe) krachten ondervinden die ze naar elkaar toe drijven. Zoiets zou volgens A. V. Astashenok en A. S. Tepliakov (Immanuel Kant Baltic Federal University) ook in het heelal kunnen gebeuren. De platen in het Casimireffect vormen een begrenzing van de ruimte en die grens speelt een belangrijke rol in het verschijnsel. Een begrensd heelal zou dat ook kunnen opleveren, alleen levert dat dan geen aantrekkende kracht op, zoals in het Casimireffect het geval is, maar een afstotende werking. Maar een begrensd heelal, wat moet je je daarbij dan voorstellen, een heelal dat plotsklaps eindigt? Nee, op die manier is het heelal volgens Astashenok en Tepliakov niet begrensd. Zij denken eerder aan een topologisch effect, dat de aard van de ruimte plotseling anders wordt. Zij gebruiken de aarde zelf daarvoor als metafoor. Ook die heeft geen grenzen (loop over de aarde heen een bepaalde kant uit en je kunt tot in het oneindige blijven doorlopen – even afgezien van land en water), maar is wel eindig (tot waar de atmosfeer begint). Bron: Eurekalert.

Laten type Ia supernovae ons zien dat donkere energie niet bestaat?

Credit: Astronomy & Astrophysics

In 2011 wonnen Saul Perlmutter, Adam Riess en Brian Schmidt de Nobelprijs voor de natuurkunde, omdat ze met hun teams onafhankelijk van elkaar in 1998 hadden ontdekt dat het heelal versneld uitdijt. Met CCD camera’s hadden ze in de jaren negentig type Ia supernova waargenomen, dat zijn witte dwergsterren die door massatoevoer van een begeleidende ster zwaarder worden dan de limiet van Chandasekhar en die dan kaboem gaan. Die boem is praktisch altijd even groot en daarom kunnen type Ia supernovae als goede standaard-kandelaar worden gebruikt, als betrouwbare afstandsindicator. Als je de schijnbare helderheid van de supernovae meet en je weet hun absolute helderheid, dan kan je gemakkelijk de afstand bepalen. Meet je vervolgens óók de roodverschuiving van het licht van de supernovae, dan weet je hoe lang het licht erover heeft gedaan om de aarde te bereiken.

Zo kunnen type Ia supernovae ontstaan: als een witte dwerg door massatoevoer van een begeleidende ster te zwaar wordt en explodeert. Credit: ESO.

Die twee gegevens samen – de afstand en de tijd die het licht nodig had de aarde te bereiken – vertellen je hoe snel het heelal uitdijt en op basis van waarnemingen aan pakweg 110 supernovae concludeerden de teams van Perlmutter, Riess en Schmidt dat het heelal versneld uitdijt. En waar komt die versnelling van de uitdijing door: door de donkere energie, algemeen beschouwd als de afstotende werking van de ‘quantum zero-point fluctuations of the vacuum‘. OK, dat was 1998, meer dan twintig jaar geleden. En toen waren daar Jacques Colin, Roya Mohayaee, Mohamed Rameez en Subir Sarkar. Dat viertal heeft onlangs een nieuwe dataset bekeken van type Ia supernovae, geen 110, maar 740 stuks. De gegevens komen uit de ‘Joint Lightcurve Analysis catalog‘ (JLA – hier te bewonderen) en die gegevens laten volgens de onderzoekers, die in november hun vakartikel hebben gepubliceerd in Astronomy & Astrophysics, zien dat donkere energie niet bestaat.

Credit: Astronomy & Astrophysics

Het viertal heeft de gegevens van de JLA gecorrigeerd voor de ‘bulk flow’, de beweging van het Melkwegstelsel in het lokale heelal als gevolg van de zwaartekrachtswerking door nabije clusters en superclusters van sterrenstelsels. Het standaard-heelal model (het zogeheten Lambda-CDM model) gaat uit van een isotrope en homogene expansie van het heelal. Maar daar denken Colin en z’n collega’s heel anders over: hun gegevens laten zien dat er een dipool is in de expansie van het heelal, een voorkeursrichting. En die richting komt overeen met de dipool anisotropie van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB), aangegeven met de ster in de figuur hierboven. De roodverschuiving in de 740 supernovae is dus niet naar alle kanten toe hetzelfde (hetgeen je in een isotroop, homogeen expanderend heelal zou verwachten), maar is beïnvloed door de richting waarheen het Melkwegstelsel door de CMB beweegt. Technisch gezegd: de vier sterrenkundigen nemen op grond van de 740 supernovae een kosmische ‘deceleratie parameter’ waar van qm=-0,157 (d.w.z. de uitdijing van het heelal is aan het versnellen), maar die negatieve deceleratie nemen ze alleen waar in een specifieke richting qd=-8,03. Kortom, geen versnelling van de uitdijng die naar alle kanten even groot is, maar eentje, die een voorkeur heeft in de richting van de CMB-dipool. En daarmee is de donkere energie niet nodig om de versnelling te verklaren, de beweging van de Melkweg is voldoende. OK, daarmee is niet direct gezegd dat de donkere energie nu in de prullenbak kan. Op de statistische onderbouwing van het onderzoek van Colin et al zal vast worden gereageerd door de aanhangers van het Lambda-CDM model. En naast de type Ia supernovae waren er ook nog andere argumenten die het bestaan van donkere energie aannemelijk maken, zoals de ‘baryon acoustic oscillations’ en de CMB zelf. Wordt dus vast en zeker vervolgd. Bron: Phys.org + Backreaction.

Het is aftellen voor DESI, de nieuwe donkere energie detector

DESI, het Dark Energy Spectroscopic Instrument staat klaar in de startblokken. Over vier weken zal dit instrument op de Mayall telescoop te Kitt Peak te Arizona uitgebreid getest worden om de samenhang van 35 miljoen Melkwegstelsels nader te bestuderen met als doel meer over de aard van donkere energie te weten te komen. DESI  is het krachtigste spectrografisch instrument voor donkere energie tot nu toe. in 1998 ontdekten astronomen dat er een anti gravitationele kracht de expansie van het universum versnelde maar twee decennia later is deze zogenoemde ‘donkere energie’ nog steeds een raadsel. DESI zal van deze miljoenen Melkwegstelsels die grotendeels het zichtbare deel van het universum bestrijken, een duidelijker beeld proberen te krijgen van hoe ze zich verhouden tot tijd en ruimte.

Lees verder

Heb je soms ook zwarte gaten bestaande uit… donkere energie?

Voorstelling van de Powehi GEODE in M87. Die zou ongeveer 2/3e in omvang zijn van het gebied dat met de Event Horizon Telescope is gefotografeerd, de groene zone. Credit: EHT collaboration; NASA/CXC/Villanova University

Recent hebben twee onderzoekers van de Universiteit van Hawaï in Manoa ontdekt dat er in de veldvergelijkingen van Albert Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie uit 1915 mogelijk een fout zit, een fout die best cruciaal kan zijn. Einstein had als aanname dat een groot object, zoals het heelal, niet wordt beïnvloed door kleinschalige objecten, zoals sterren. Kevin Croker en Joel Weiner hebben die aanname nu onderuit gehaald, want zij hebben laten zien dat compacte, dichte objecten, zoals zwarte gaten, wel degelijk van invloed kunnen zijn op de ontwikkeling van het heelal. En die invloed is viceversa, óók het heelal heeft invloed op de groei of krimp van kleine objecten. En dat betekent dat bijvoorbeeld de snelheid waarmee het heelal uitdijt ons informatie kan geven over de wijze waarop zware sterren aan hun leven kunnen komen. Van zware sterren (>8 zonsmassa) gaan we er al tientallen jaren van uit dat die na een supernova-explosie van type II een kern hebben die implodeert tot zwart gat. Maar dat blijkt niet altijd het geval te zijn, aldus Croker en Weiner.

De Hubble eXtreme Deep Field (XDF). Hebben het heelal en zwarte gaten van donkere energie invloed op elkaar? Credit: NASA, ESA, H. Teplitz and M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), and Z. Levay (STScI).

Ze komen met een theorie van Erast Gliner, die al in 1966 (!) betoogde dat er zogeheten Generic Objects of Dark Energy (GEODE’s) zouden bestaan, zwarte gaten die niet bestaan uit gewone materie, maar uit donkere energie. Van buiten bekeken zouden die GEODE’s net gewone zwarte gaten zijn, met al hun massa in een singulariteit, maar in werkelijkheid zouden ze uit donkere energie bestaan. En al die GEODE’s samen zouden door hun donkere energie bijdragen aan de versnelde expansie van het heelal, een versnelling die in 1998 door twee onafhankelijke teams aan de hand van type Ia supernovae is waargenomen. Sinds 2015 zijn gedurende de O1 en O2 waarneemcampagnes van LIGO en Virgo tien zwaartekrachtgolven van paren botsende zwarte gaten ontdekt. Al die zwarte gaten zijn tientallen zonsmassa zwaar, eigenlijk zwaarder dan de modellen van evolutie van zware sterren voorspellen. Croker en Weiner denken daarom dat al die zwarte gaten in werkelijkheid GEODE’s zijn, die groter kunnen zijn. Het centrale zwarte gat M87* in M87, dat de Hawaïaanse naam Powehi heeft gekregen, zou ook zo’n superzware GEODE kunnen zijn, zoals te zien in de afbeelding bovenaan. En dat alles hebben ze beschreven in dit vakartikel: “Implications of Symmetry and Pressure in Friedmann Cosmology: I. Formalism”, gepubliceerd op 28 augustus in The Astrophysical Journal. Bron: Universiteit van Hawaï.

 

Hoe donkere energie een gravitationele afstoting heeft

credit: NASA/JPL-Caltech

In 1998 werd door twee onafhankelijke teams van sterrenkundigen aan de hand van waarnemingen aan ver verwijderde type ia supernovae (exploderende witte dwergen) ontdekt dat ons heelal steeds sneller expandeert. Geen vertraging van de expansie, zoals ze eigenlijk hadden verwacht, door de aantrekkingskracht van alle materie in het heelal, maar juiste een versnelling in de expansie. Oorzaak van die versnelling: donkere energie, het mysterieuze goedje dat volgens de laatste metingen 68% van alle massaenergie in het heelal zou vormen, de rest zou bestaan uit donkere materie (27%) en gewone materie (5%). In tegenstelling tot de net zo mysterieuze donkere materie, die lokaal in dichtheid kan variëren, zou de donkere energie overal in het heelal dezelfde energiedichtheid hebben. En hij zou een afstotende werking hebben, een soort gravitationele afstoting, zoals je ’t zou kunnen noemen. Nou is ’t gekke dat donkere energie volgens de berekeningen een ‘gewone’ dichtheid heeft en wel van ~ 7 × 10-³º g/cm³, dus waarom zou de donkere energie dan niet ook gewoon aantrekken, zoals materie en donkere materie doen? De reden dat de donkere energie tóch afstotend werkt en niet aantrekkend komt door deze formule, in 1915 bedacht door Albert Einstein in zijn Algemene relativiteitstheorie:

Dit is de formule die laat zien hoe het heelal is gegroeid als gevolg van de dichtheid en druk van de massaenergie. Het klinkt ingewikkeld, maar waar het op neer komt is dat de bron van de zwaartekracht de energiedichtheid is (ρ in de formule) plus drie maal de druk (p in de formule). En da’s de crux van het verhaal, want die druk telt dus zwaarder mee dan de energiedichtheid. En laat de druk van de donkere energie nou negatief zijn! De druk en energiedichtheid van donkere energie zijn net zo groot, alleen is het ene negatief, het andere positief. En omdat de druk drie keer meetelt is het netto effect dat donkere energie afstotend werkt.

Credit: Ned Wright

Daar komt bij dat donkere energie verbonden lijkt te zijn aan de ruimte, dat het wellicht een soort van eigenschap van ruimte zelf is. Een expanderend heelal betekent dat er steeds meer ruimte komt en dat betekent dus dat er geen sprake is van verdunning van donkere energie, maar juist van toename van de donkere energie, zoals je in de animatie hierboven ziet, Net Wright’s befaamde Dark Energy Piston. Om die reden had de donkere energie in de eerste fase van het heelal, toen het volume nog een stuk kleiner was, geen invloed op de snelheid van de expansie. Pas vijf miljard jaar geleden was de ommekeer en was er genoeg volume om er voor te zorgen dat de gravitationele afstoting van de donkere energie sterker werd dan de gravitationele aantrekking van de gewone en donkere materie en begon de versnelde expansie van het heelal. Bron: In the Dark + Preposterous Universe.

Astronomen brengen recordaantal sterrenstelsels in kaart

Credit: Daniel Eisenstein and SDSS-III

Wat dacht je hiervan? Deze gigantische driedimensionale kaart van de verspreiding van meer dan een miljoen sterrenstelsels is de grootste in zijn soort. De kaart heeft astronomen in staat gesteld om de meest precieze metingen ooit te verrichten van donkere energie, de mysterieuze kracht die het heelal steeds sneller doet uitdijen. Het gaat in totaal om zo’n 1.2 miljoen sterrenstelsels die samen zo’n 650 miljard kubieke lichtjaar vullen. Bij het produceren van de kaart zijn honderden wetenschappers betrokken geweest, terwijl het geheel is gebaseerd op gegevens van de Sloan Digital Sky Survey III. Men heeft vervolgens gebruik gemaakt van een systeem dat Boss wordt genoemd (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey), waarbij de expansiesnelheid van het heelal gemeten wordt door te kijken naar dichtheidsgolven die door het heelal bewegen. Deze golven worden beschouwd als een soort van geluidsgolven en veroorzaken een “akoestische voetafdruk”. Door de kosmische achtergrondstraling te bestuderen, de nagloed van de oerknal, zijn de wetenschappers in staat gesteld te zien hoe deze dichtheidsgolven het universum gevormd hebben. Wat vooral opviel is de sterke connectie tussen de akoestische vingerafdrukken in de kosmische achtergrondstraling (400.000 jaar na de oerknal) en de clustering van sterrenstelsels zo’n zeven tot twaalf miljard jaar later.

Bron: New Scientist

Hoe lang nog tot de Big Rip? Volgens onderzoekers nog minstens 2,8 miljard jaar

Credit: Jeremy Teaford, Vanderbilt University.

Het model van de Big Rip is één van de modellen die voorspellen op welke wijze het heelal zal eindigen – voor de liefhebbers hier een rijtje met alle mogelijke levenseinden van ons prachtige universum. Het Big Rip model komt er op neer dat de donkere energie, de energie die verantwoordelijk is voor de in 1998 ontdekte versnelde uitdijing van het heelal, met het expanderen van het heelal toeneemt in sterkte [1]Let wel: de meeste sterrenkundigen gaan er van uit dat de donkere energie met het verstrijken van de tijd NIET sterker wordt, maar per eenheid volume altijd hetzelfde blijft. Dit is het model van de … Continue reading en dat daarom de expansie ook steeds sneller gaat. Dat betekent dat niet alleen de sterrenstelsels steeds verder van elkaar verwijderd zullen raken – dat is sinds de oerknal reeds gaande – maar dat op een gegeven moment ook de sterren, planeten en zelfs atomen uit elkaar zullen scheuren, omdat de afstotende werking dan sterker wordt dan de natuurkrachten die alles bij elkaar houden. Dat moment wordt de Big Rip genoemd en eerdere modellen gaven aan dat we nog 22 miljard jaar kunnen wachten op dat doemmoment. Maar recente berekeningen van enkele Portuge sterrenkundigen onder leiding van Diego Sáez-Gómez (Universiteit van Lissabon) laten zien dat het grote scheuren al eerder kan gebeuren: over ‘slechts’ 2,8 miljard jaar al. Ze komen tot die voorspelling op basis van nieuwe gegevens, die ze gevonden hebben in grote survey’s, zoals de ‘baryon acoustic oscillations’ van de SDSS, waarmee ze vervolgens computersimulaties gingen uitvoeren. Nog minstens 2,8 miljard jaar te gaan, we hebben nog even de tijd. Bron: New Scientist.
[Update 15.15 uur]
Nou we ’t toch hebben over het einde van het heelal. Eén van de andere modellen die daarvoor een uitspraak doet is het model van de vacuüm instabiliteit, waarbij gezegd wordt dat we in een vals vacuüm leven, dat opeens zou kunnen vervallen in een echt vacuüm en dan is ’t gedaan met ons – lees deze blog daarover.

Credit: A.V. Bednyakov et al.,

Laatste bericht hierover is dat op basis van metingen aan de massa van het top quark en het Higgs boson geconcludeerd kan worden dat we in een metastabiel vacuüm leven, dus niet vals, maar ook niet stabiel. En daarom is het stabieler dan men eerst dacht. Pffff, dat scheelt ook weer.

References[+]

References
1 Let wel: de meeste sterrenkundigen gaan er van uit dat de donkere energie met het verstrijken van de tijd NIET sterker wordt, maar per eenheid volume altijd hetzelfde blijft. Dit is het model van de Kosmologische Constante, ook wel het ΛCDM model genoemd – een combi van Einstein’s Λ (Kosmologische Constante) en ‘Cold Dark Matter’.