Onderzoekers zeggen dat ‘de grootste crisis in de kosmologie’ mogelijk opgelost is

De uitdijingssnelheid van het heelal is nog steeds een mysterie. Een onderzoeksteam heeft nu nieuwe gegevens over de Hubble-constante gepubliceerd.

CHICAGO – Het is al sinds 1929 bekend dat het heelal uitdijt. Maar hoe snel dit zal gebeuren, is nog onduidelijk. In feite is er meer dan één antwoord op deze vraag. Afhankelijk van welke methode je gebruikt om de uitdijing van het heelal te meten, krijg je een andere waarde voor de zogenaamde ‘Hubble-constante’ – een teken dat er iets mis lijkt te zijn. Dit fenomeen staat in onderzoek ook wel bekend als ‘Hubble-spanning’ en wordt beschouwd als ‘de grootste crisis in de kosmologie’.

Omdat het feit dat er meer dan één uitdijingssnelheid van het heelal bestaat erop lijkt te wijzen dat er iets mis moet zijn met het huidige standaard kosmologische model. Heeft het onderzoek misschien iets fundamenteels verkeerd begrepen over waarom Hubble-stress überhaupt ontstaat? Het lijkt erop dat dit niet het geval is, zoals uit een nieuw onderzoek in het gespecialiseerde tijdschrift blijkt Astrofysisch tijdschrift Het zou eigenlijk moeten verschijnen Op de geavanceerde printserver arXiv beschikbaar.

Hoe snel dijt het heelal uit? Nieuwe studie vindt geen bewijs van ‘Hubble-spanning’

Het onderzoeksteam, onder leiding van kosmoloog Wendy Friedman (Universiteit van Chicago), gebruikte gegevens van de James Webb Space Telescope (JWST) om nieuwe waarden voor de Hubble-constante te bepalen. “Gebaseerd op deze nieuwe gegevens van de James Webb Space Telescope en met behulp van drie onafhankelijke methoden, vinden we geen duidelijk bewijs van Hubble-jitter”, legt Friedman uit in een artikel. Hij merkt het Hun universiteit. ‘Integendeel, het lijkt erop dat ons standaard kosmologische model voor het verklaren van de evolutie van het universum standhoudt.’

Eén manier om de uitdijing van het heelal te meten is door het overgebleven licht van de oerknal te bestuderen, de zogenaamde kosmische microgolfachtergrond. Met behulp van deze methode kwam het onderzoek uit op een waarde van 67,4 kilometer per seconde per megaparsec (één megaparsec komt overeen met 3,26 miljoen lichtjaar).

Het onderzoeksteam meet de uitdijing van het heelal op drie manieren

Friedman en haar team maten de Hubble-constante op een tweede manier. Voor dit doel worden sterren gebruikt waarvan de helderheid zeer nauwkeurig bekend is. Ze kunnen ook worden gebruikt om te bepalen hoe snel het heelal uitdijt. In het verleden leverden dergelijke metingen altijd waarden op die aanzienlijk verschilden van de eerste methode – waarden schommelden doorgaans rond de 74 kilometer per seconde per megaparsec.

Dankzij de James Webb Telescoop beschikt het onderzoeksteam nu over nieuwe gegevens waarmee ze de Hubble-constante kunnen meten. Friedman en haar team deden dit op drie verschillende manieren: ze gebruikten een zogenaamde Cepheid-ster, een type ster waarvan de helderheid in de loop van de tijd verandert, wat een gebruikelijke manier is om afstanden in de ruimte te meten.

De tweede methode maakt gebruik van TRGB-sterren met een lage massa waarvan de bovengrens van hun helderheid bekend is (de methode wordt het “topje van de rode reuzentak” genoemd). Wat de derde methode betreft, gebruikte het onderzoeksteam een ​​koolstofster waarvan de kleur en helderheid constant blijven. Het team deed metingen in tien sterrenstelsels.

De onderzoeker is er zeker van: “Een indicatie dat we op de goede weg zijn.”

Het onderzoeksteam kende aan elk van de drie verschillende methoden een andere waarde toe, maar de foutbalken overlappen elkaar.

En dan de verrassing: in elk geval lagen de door het onderzoeksteam bepaalde waarden binnen de foutmarge van 67,4 kilometer per seconde per parsec, de waarde berekend door de kosmische microgolfachtergrondmeting van de Hubble-constante. “Het verkrijgen van een goede match tussen drie zeer verschillende soorten sterren is voor ons een sterke indicator dat we op de goede weg zijn”, stelt Friedman.

De ‘Hubble-spanning’ is nog niet opgelost en de zoektocht is nog steeds aan de gang

Het probleem rond de Hubble Effort is echter nog niet opgelost. Meer recentelijk hebben andere gegevens van de James Webb-ruimtetelescoop aangetoond dat oude Cepheid-metingen gedaan door de Hubble-ruimtetelescoop correct zijn. “Als we meetfouten uitsluiten, blijft er een reële en opwindende mogelijkheid bestaan ​​dat we het universum verkeerd hebben begrepen”, zei Nobelprijswinnaar natuurkunde Adam Ries destijds. Dit is nog steeds mogelijk.

Barry Madore (Carnegie Institution for Science), co-auteur van de huidige studie, is er zeker van dat “toekomstige waarnemingen met de James Webb Space Telescope belangrijk zullen zijn bij het bevestigen of verwerpen van de Hubble-tensor en bij het begrijpen van de implicaties ervan voor de kosmologie.” (onbetaalde rekening)