Heelal dijt sneller uit dan gedacht

Het heelal dijt momenteel 5 tot 9 procent sneller uit dan gedacht. Die opmerkelijke conclusie trekken sterrenkundigen op basis van nauwkeurige afstandsbepalingen van 19 sterrenstelsels. Met het huidige uitdijingstempo zijn alle afstanden in het heelal over 9,8 miljard jaar verdubbeld.

Door de uitdijing van het heelal worden de lichtgolven van sterrenstelsels tijdens de lange reis naar de aarde enigszins uitgerekt. Het licht komt daardoor met een iets rodere kleur op aarde aan dan waarmee het werd uitgezonden. Die zogeheten roodverschuiving kan nauwkeurig gemeten worden. Maar om daaruit de kosmische uitdijingssnelheid af te leiden, moeten ook de afstanden tot de betreffende sterrenstelsels precies bekend zijn.

Een team onder leiding van Adam Riess van het Space Telescope Science Institute heeft nu nauwkeurige metingen verricht aan 2400 veranderlijke sterren in 19 afzonderlijke sterrenstelsels. Van die sterren (zogeheten Cepheïden) is de werkelijke lichtkracht bekend. Door die te vergelijken met de waargenomen helderheid aan de hemel kan de afstand berekend worden. Vervolgens kan ook een nauwkeuriger waarde worden bepaald voor de uitdijingssnelheid van het heelal.

Het resultaat is dat de afstand tussen twee punten in het heelal op een afstand van één miljoen megaparsec (3,26 miljoen lichtjaar) als gevolg van de uitdijing van het heelal toeneemt met 73,2 kilometer per seconde. (Punten op grotere onderlinge afstanden worden met een hogere snelheid uit elkaar 'geduwd' door de uitdijing van de ruimte.) Eerdere bepalingen kwamen op significant lagere waarden uit.

Riess gaf ca. twintig jaar geleden leiding aan een van de teams die ontdekten dat de uitdijingssnelheid van het heelal sinds een paar miljard jaar aan het versnellen is. Die versnellende uitdijing wordt - naar men aanneemt - veroorzaakt door een mysterieuze 'donkere energie' in de lege ruimte. Dat het huidige uitdijingstempo toch nog 5 tot 9 procent hoger is dan gedacht, kan betekenen dat het effect van die donkere energie sterker is dan tot nu toe werd aangenomen.

Probleem is wel dat de nieuwe waarde voor de uitdijingssnelheid (de zogeheten Hubble-parameter, die nu dus 73,2 kilometer per seconde per megaparsec blijkt te zijn) niet goed in overeenstemming is met extrapolaties van metingen aan de kosmische achtergrondstraling. Die achtergrondstraling biedt informatie over de ontstaansperiode van het heelal.

Volgens Riess en zijn collega's, die hun resultaten publiceren in The Astrophysical Journal, is het dan ook denkbaar dat het huidige standaardmodel van de kosmologie toch niet helemaal klopt. Dat zou dus te maken kunnen hebben met de eigenschappen van de donkere energie, maar het is ook mogelijk dat de huidige ideeën over de eigenschappen van de al even raadselachtige donkere materie in het heelal onvolledig zijn. De astronomen speculeren zelfs over het bestaan van een derde mysterieuze component, 'donkere straling' genoemd: een (mogelijk tot nu toe onbekend) elementair deeltje dat vrijwel met de lichtsnelheid beweegt en dat in de jeugd van het heelal van invloed geweest kan zijn op de evolutie.