Het heelal dijt uit – maar hoe snel precies? Het antwoord hangt af van de vraag of je de kosmische uitdijingssnelheid – de Hubble-constante of H0 – schat op basis van de echo van de oerknal of H0 rechtstreeks meet op basis van de sterren en sterrenstelsels van vandaag. Dit probleem, de Hubble-spanning, houdt astrofysici en kosmologen al decennia lang bezig.
Een studie van de Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) onder leiding van Richard Anderson voegt een nieuw stukje aan de puzzel toe. Hun onderzoek, aldus de instelling in een persbericht, heeft de nauwkeurigste kalibratie van cepheïden opgeleverd. Een cepheïde is een variabele ster waarvan de helderheid fluctueert over een bepaalde periode. Deze nieuwe kalibratie versterkt de Hubble-spanning nog verder.
Wat is de Hubble-constante?
De Hubble-constante (H0) is genoemd naar de astrofysicus die samen met Georges Lemaître het verschijnsel eind jaren twintig van de vorige eeuw ontdekte.
De beste directe meting van H0 maakt gebruik van een “kosmische afstandsladder”, waarvan de eerste trede wordt bepaald door de absolute kalibratie van de helderheid van cepheïden, die nu opnieuw is gekalibreerd in de EPFL-studie. Op hun beurt ijken cepheïden de volgende sport van de ladder, waarop supernovae – krachtige explosies van sterren aan het eind van hun leven – de uitdijing van de ruimte zelf volgen. H0 kan ook worden bepaald door de CMB te interpreteren – de alomtegenwoordige microgolfstraling die overblijft van de oerknal van meer dan dertien miljard jaar geleden.
Begrijpen we het universum juist?
Deze twee modellen vertonen een discrepantie in waarde. De Hubble-spanning verwijst naar deze discrepantie tussen de CMB-methode (vroeg heelal) en de afstandsladdermethode (laat heelal). De implicatie, mits de metingen op beide manieren correct zijn, is dat er iets mis is met het begrip van de fundamentele natuurkundige wetten die het heelal beheersen. Deze belangrijke kwestie onderstreept hoe essentieel het is dat de methoden van astrofysici betrouwbaar zijn.
De nieuwe EPFL-studie is opmerkelijk omdat zij de eerste trede van de afstandsladder versterkt door de kalibratie van cepheïden als afstandswaarnemers te verbeteren.
Wat is er aan de hand?
Waarom doet een verschil van slechts enkele km/s/Mpc ertoe, gezien de enorme schaal van het heelal? “Dit verschil heeft een enorme betekenis,” zegt Anderson. “Stel dat je een tunnel zou willen bouwen door in twee tegenovergestelde zijden van een berg te graven. Als je het type rots goed begrijpt en je berekeningen kloppen, zullen de twee gaten die je graaft elkaar in het midden ontmoeten. Maar als dat niet zo is, heb je een fout gemaakt – of je berekeningen zijn fout, of je hebt je vergist in het type rots. Dat is wat er aan de hand is met de Hubble-constante. Hoe meer bevestiging we krijgen dat onze berekeningen nauwkeurig zijn, hoe meer we kunnen concluderen dat de discrepantie betekent dat ons begrip van het heelal niet klopt, dat het heelal niet is zoals we dachten.”
Geselecteerd voor jou!
Innovation Origins is het Europese platform voor innovatienieuws. Naast de vele berichten van onze eigen redactie in 15 Europese landen, selecteren wij voor jou de belangrijkste persberichten van betrouwbare bronnen. Zo blijf je op de hoogte van alles wat er gebeurt in de wereld van innovatie. Ben jij of ken jij een organisatie die niet in onze lijst met geselecteerde bronnen mag ontbreken? Meld je dan bij onze redactie.
