Wordt donkere energie zwakker? Nieuwe gegevens ondersteunen verrassende ontdekkingen

Wordt donkere energie zwakker? Nieuwe gegevens ondersteunen verrassende ontdekkingen

Nieuwe gegevens ondersteunen de ontdekking dat donkere energie, de mysterieuze kracht die sterrenstelsels uit elkaar drijft, de afgelopen 4,5 miljard jaar is afgenomen.

Het effect werd voor het eerst voorzichtig gemeld in april vorig jaar, maar de nieuwste resultaten die op 19 maart werden gepresenteerd door de Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)-samenwerking tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society in Anaheim, Californië, zijn gebaseerd op drie jaar gegevensverzameling, vergeleken met één jaar voor resultaten die in 2024 werden aangekondigd.

“Nu let ik er echt op”, zegt Catherine Heymans, astronoom aan de Universiteit van Edinburgh, VK, en astronoom van het Koninkrijk Schotland.

Als de resultaten worden bevestigd, zou dit kosmologen kunnen dwingen hun ‘standaardmodel’ van de geschiedenis van het universum te herzien. Het model ging er in het algemeen van uit dat donkere energie een inherente eigenschap van lege ruimte was die in de loop van de tijd niet veranderde – een ‘kosmologische constante’.

“De uitdaging was aan natuurkundigen om dit te verklaren”, zegt Heymans.

Kosmische kartering

De DESI-telescoop bevindt zich in het Kitt Peak National Observatory nabij Tucson, Arizona. Het maakt gebruik van 5.000 robotarmen om optische vezels te richten op geselecteerde punten waar sterrenstelsels of quasars zich in zijn gezichtsveld bevinden. De vezels leveren vervolgens licht aan gevoelige spectrografen die meten hoe roodverschoven elk object is - dat wil zeggen, hoeveel de lichtgolven zijn uitgerekt door de uitdijing van de ruimte op weg naar de aarde. Onderzoekers kunnen de afstand van een object schatten op basis van de roodverschuiving en zo een 3D-kaart maken van de uitdijing van het universum.

Op deze kaart kijken onderzoekers vervolgens naar de dichtheid van sterrenstelsels om variaties te identificeren die afkomstig zijn van geluidsgolven die baryonische akoestische oscillaties (BAO's) worden genoemd en die bestonden voordat sterren zich begonnen te vormen. Deze variaties hebben een karakteristieke schaal die begon bij 150 kiloparsec (450.000 lichtjaar) in het oorspronkelijke universum en toeneemt met de kosmische expansie; ze zijn nu met een factor 1.000 tot 150 megaparsec gegroeid, waardoor ze de grootste bekende structuren in het huidige universum zijn.

Door de evoluerende omvang van BAO's te volgen, kunnen onderzoekers reconstrueren hoe de uitdijingssnelheid van het universum in de loop van de eeuwen is veranderd. Ongeveer 5 miljard jaar geleden schakelde de expansie onder invloed van donkere energie over van vertraging naar versnelling. Tot vorig jaar kwamen kosmologische gegevens overeen met het feit dat donkere energie een kosmologische constante was - wat betekent dat het universum in steeds sneller tempo zou moeten blijven uitdijen.

Maar de resultaten van DESI's nieuwste analyse suggereren dat de kosmische uitdijing nu minder versnelt dan in het verleden, wat inconsistent is met de veronderstelling dat donkere energie een kosmologische constante is. In plaats daarvan suggereren de gegevens dat de energiedichtheid van donkere energie – de hoeveelheid donkere energie per kubieke meter ruimte – nu ongeveer 10% lager is dan 4,5 miljard jaar geleden.