Ons sterrenstelsel bevindt zich in een grote kosmische leegte

De structuur van ons heelal
Deze afbeelding is gemaakt m.b.v. de Millennium Simulatie. Het is een afbeelding van de grote structuur van het heelal. Ons sterrenstelsel bevindt zich in een grote leegte. De Millennium Simulatie is een project van het Max Planck Supercomputing Centrum in Duitsland. Credit: Millenium Simulatie Project.

Sinds Galileo Galilei zijn telescoop op Jupiter richtte en manen om de planeet zag draaien begonnen we ons meer en meer te realiseren dat we geen centrale belangrijke plaats in het heelal innemen. In 2013 liet een studie zien dat we ons mogelijk veel verder in de rimboe bevinden dan we ons konden voorstellen. Dat onderzoek is nu in een nieuwe studie bevestigd: we bevinden ons in een leegte van de filamentachtige structuur van het heelal en die leegte is veel groter dan we eerder dachten.

In 2013 toonde een studie aan dat ons sterrenstelsel zich in een grote leegte bevindt in de structuur van het heelal. Deze leegte bevat veel minder sterrenstelsels, sterren en planeten dan we dachten. In een nieuwe studie wordt dit bevestigd en tegelijkertijd neemt deze studie wat spanningen weg die er waren tussen verschillende metingen van de Hubble Constante. Deze leegte heeft een naam gekregen: de KBC-leegte naar Keenan, Barger en Cowie die de leegte als eerste hebben beschreven. De leegte heeft een straal van 1 miljard lichtjaar en is daarmee 7 keer zo groot dan de gemiddelde leegte. Het is meteen ook de grootste leegte die we kennen.

Ons heelal op grote schaal bestaat uit filamenten en clusters van materie die zijn gescheiden door leegtes waar zich maar weinig materie bevindt. Het heelal lijkt op grote schaal een beetje op een gatenkaas. De filamenten bestaan uit clusters en superclusters van sterrenstelsels. De sterrenstelsels bestaan weer uit gas, stof, sterren en planeten. Om te ontdekken dat we in een leegte wonen is interessant om te weten maar dat dit mogelijk gevolgen heeft voor de Hubble Constante is voor de wetenschap nog veel interessanter.

De Hubble Constante is de snelheid waarin objecten zich van elkaar af bewegen als gevolg van de uitdijing van het heelal. Het probleem met de Hubble Constante is dat je een ander resultaat krijgt als je de meting iets anders uitvoert. Dat is natuurlijk een probleem want eigenlijk wil je dat alle verschillende technieken hetzelfde resultaat opleveren. Het wonen in een leegte helpt wel bij het oplossen van deze verschillen.

Er zijn een aantal verschillende methodes om de uitdijingssnelheid van het heelal te bepalen, deze uitdijingssnelheid is bekend als de Hubble Constante. Eén manier is door gebruik te maken van “standaard kaarsen”. Supernova’s kunnen gebruikt worden als een standaard kaars omdat hun helderheid heel goed wordt begrepen. Door de helderheid te meten kunnen we bepalen hoe ver het sterrenstelsel waarin ze zich bevinden van ons is verwijderd.

Een andere manier is door het meten van de kosmische achtergrondstraling. De kosmische achtergrondstraling is een energieafdruk van de oerknal en door die te bestuderen leren we meer over de snelheid waarmee het heelal uitdijt.

Deze twee methodes kunnen met elkaar worden vergeleken. De standaard kaars meet snelheden die bij ons in de buurt liggen en de kosmische achtergrondstraling doet dat op veel grotere afstanden. Hoe helpt het wonen in een leegte dan deze twee goed te begrijpen?

Metingen van binnenuit de leegte zullen worden beïnvloed door een veel grotere hoeveelheid materie buiten de leegte. De aantrekking door de zwaartekracht van al die materie zal de metingen die gedaan worden met de standaard kaarsen beïnvloeden. Maar diezelfde materie en zijn zwaartekracht, zullen geen effect hebben op de metingen die uitgaan van de kosmische achtergrondstraling.

De KBC-leegte heeft de vorm van een bol met een schil die naar buiten toe steeds dikker wordt en die bestaat uit sterrenstelsels, sterren en materie. De nieuwe waarnemingen laten zien dat dit model juist is. Wetenschappers zoeken altijd naar consistentie want anders is er ergens een probleem dat opgelost moet worden.

 

Eerste publicatie: 11 juni 2017
Bron: diverse persberichten, UniverseToday