Astrofysici hebben de meest uitgebreide analyse tot nu toe vrijgegeven van de zes jaar durende Dark Energy Survey (DES), een groot internationaal project dat de versnelde uitdijing van het heelal bestudeert. De resultaten ontkrachten de huidige kosmologische modellen niet, maar ze bieden wel prikkelende aanwijzingen die suggereren dat ons begrip van ‘donkere energie’ – de onbekende kracht die deze expansie aandrijft – mogelijk onvolledig is.
Het uitbreidingsprobleem
Decennia lang weten wetenschappers dat het heelal niet alleen uitdijt, maar dat dit ook in een toenemend tempo gebeurt. Deze versnelling wordt toegeschreven aan donkere energie, die ongeveer 68% van de totale energiedichtheid van het heelal uitmaakt. Het standaardmodel, bekend als lambda-CDM, gaat ervan uit dat donkere energie een constante kracht is. De DES-gegevens openen echter de deur naar alternatieve verklaringen.
Hoe de enquête werkt
De Dark Energy Survey scande tussen 2013 en 2019 een groot deel van de hemel, waarbij gebruik werd gemaakt van vier onafhankelijke methoden om de uitdijingsgeschiedenis van het heelal te meten:
- Baryon Acoustic Oscillations (BAO): Analyse van oude rimpelingen in de verdeling van materie.
- Type Ia Supernovae: Meten van helderheidsveranderingen in exploderende sterren.
- Galaxyclusters: In kaart brengen hoe sterrenstelsels zich groeperen.
- Zwaartekrachtlens: Bestuderen hoe de zwaartekracht het licht van verre sterrenstelsels buigt.
Door deze methoden voor het eerst te combineren, ontstaat een robuuster beeld van het gedrag van donkere energie dan ooit tevoren.
Bevindingen: consistent, maar niet definitief
De nieuwe analyse bevestigt dat de uitdijing van het heelal nog steeds in lijn is met het lambda-CDM-model, waarin de dichtheid van donkere energie in de loop van de tijd constant blijft. De gegevens ondersteunen echter ook een alternatief model dat bekend staat als wCDM, waarin de dichtheid van donkere energie in de loop van de tijd verandert.
Opvallend is dat de verdeling van sterrenstelsels in de recente kosmische geschiedenis kleine discrepanties vertoont met de voorspellingen van beide modellen. Deze discrepantie is statistisch nog niet significant genoeg om een doorbraak te claimen (het is minder dan een zekerheid van vijf sigma), maar het vergroot de mogelijkheid dat er nieuwe natuurkunde in het spel is.
Wat dit betekent
De DES-resultaten onderstrepen de voortdurende uitdaging van het begrijpen van donkere energie. Hoewel er geen enkele theorie naar voren is gekomen, suggereren de nieuwste bevindingen dat de huidige modellen wellicht verfijnd moeten worden. De samenwerking is van plan om te testen hoe goed andere alternatieve theorieën bij de gegevens passen, en mogelijk zelfs fundamentele aannames over de zwaartekracht zelf te herzien.
Dit onderzoek lost het mysterie van donkere energie niet op, maar beperkt de mogelijkheden en bereidt de weg voor toekomstig onderzoek. Het heelal blijft een complexe puzzel, en de DES-gegevens vormen nog een cruciaal stuk.
