Dark Energy Survey ondersteunt theorie van evoluerende donkere energie
Het Lambda-CDM-model (ΛCDM) vormt al enige tijd de basis van de moderne kosmologie en beschrijft met succes grootschalige structuren in het heelal. Het stelt voor dat 95% van het heelal bestaat uit donkere materie (25%) en donkere energie (75%). Donkere energie, weergegeven door de kosmologische constante (Λ), zou de versnellende expansie van het heelal aandrijven, waarbij een constante energiedichtheid in de loop van de tijd wordt gehandhaafd. Nieuwe resultaten van de Dark Energy Survey wijzen echter op een afwijking van deze aanname, wat suggereert dat donkere energie in de loop van de tijd zou kunnen evolueren.
De Dark Energy Survey (DES) werd uitgevoerd met behulp van de 570 megapixel Dark Energy Camera, gemonteerd op de 4-meter Victor M. Blanco telescoop van de Cerro Tololo Inter-American sterrenwacht in Chili.
Door gegevens te verzamelen over 758 nachten in 6 jaar, brachten de DES-wetenschappers een gebied in kaart dat bijna een 1/8ste is van de gehele sterrenhemel beslaat.
Het project maakt gebruik van meerdere waarneemtechnieken, waaronder supernovametingen, analyse van clusters van sterrenstelsels en zwakke gravitatielenzen, om donkere energie te bestuderen.
Twee belangrijke DES-metingen – Baryon Acoustic Oscillations (BAO) en afstandsmetingen van exploderende sterren (Type Ia supernovae) – volgen de expansiegeschiedenis van het heelal.
BAO verwijst naar een standaard kosmische regel gevormd door geluidsgolven in het vroege heelal, met pieken die ongeveer 500 miljoen lichtjaar overspannen.
Astronomen kunnen deze pieken over verschillende periodes van de kosmische geschiedenis meten om te zien hoe donkere energie de schaal in de loop van de tijd heeft uitgerekt.
Door 16 miljoen sterrenstelsels te analyseren ontdekte DES dat de gemeten BAO-schaal in feite 4% kleiner is dan voorspeld door ΛCDM.
Type Ia supernovae dienen als standaardkaarsen, wat betekent dat ze een bekende intrinsieke helderheid hebben. Daarom stelt hun schijnbare helderheid, gecombineerd met informatie over hun gaststerrenstelsels, astronomen in staat om nauwkeurige afstandsberekeningen te doen.
In 2024 publiceerde het DES-team de meest uitgebreide en gedetailleerde supernovadataset tot nu toe, die zeer nauwkeurig metingen van kosmische afstanden biedt.
De nieuwe bevindingen van de gecombineerde supernovae- en BAO-gegevens bevestigen onafhankelijk de anomalieën die in de supernovagegevens van 2024 zijn gezien.
Door de DES-metingen te integreren met de gegevens van de kosmische achtergrondstraling, leidden de onderzoekers de eigenschappen van donkere energie af – en de resultaten suggereren een tijdsveranderend karakter.
Als dit gevalideerd wordt zou dit impliceren dat donkere energie, de kosmologische constante, helemaal niet constant is, maar een dynamisch fenomeen dat een nieuw theoretisch kader vereist.
Volgens de onderzoekers is dit resultaat intrigerend omdat het wijst op een natuurkunde die verder gaat dan het standaardmodel van de kosmologie. Als verdere gegevens deze bevindingen ondersteunen staan we misschien wel op de rand van een wetenschappelijke revolutie.
Hoewel de huidige resultaten nog niet definitief zijn zouden toekomstige analyses met aanvullende DES-sondes – zoals clustering van sterrenstelsels en zwakke lensing – het bewijs kunnen versterken.
Soortgelijke trends zijn naar voren gekomen uit andere grote kosmologische projecten, waaronder het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), wat de verwachtingen binnen de wetenschappelijke gemeenschap doet toenemen.
Deze resultaten zijn het resultaat van jarenlange gezamenlijke inspanning om kosmologische inzichten uit DES-data te halen.
Er valt nog veel te leren en het zal spannend zijn om te zien hoe ons begrip zich ontwikkelt naarmate er nieuwe metingen beschikbaar komen.
Het artikel van het team zal gepubliceerd worden in het tijdschrift Physical Review D.
Artikel:
T.M.C. Abbott et al. (DES Collaboration). 2025. Dark Energy Survey: implications for cosmological expansion models from the final DES Baryon Acoustic Oscillation and Supernova data. Physical Review D, in press; arXiv: 2503.06712
Eerste publicatie: 21 maart 2025
Bron: sci-news
