Volgens nieuw onderzoek zou donkere energie helemaal niet bestaan
Donkere energie, een onbekende energiebron die ervoor zorgt dat ons heelal sneller uitdijt, bestaat volgens nieuw onderzoek niet.
Donkere energie wordt over het algemeen beschouwd als een zwakke antizwaartekracht die onafhankelijk van materie werkt en ongeveer twee derde van de massa-energiedichtheid van het heelal uitmaakt.
Het Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM)-model, dat al een kwart eeuw als standaard kosmologisch model dient, vereist donkere energie om de waargenomen versnelling in de snelheid waarmee het heelal uitdijt te verklaren.
Astrofysici baseren deze conclusie op metingen van de afstanden tot supernova-explosies in verre sterrenstelsels, die verder weg lijken te zijn dan ze zouden zijn als de expansie van het heelal niet zou versnellen.
De huidige expansiesnelheid van het heelal wordt echter steeds meer in twijfel getrokken door nieuwe waarnemingen.
Ten eerste toont bewijs van de nagloed van het heelal – de kosmische microgolfachtergrond – aan dat de expansie van het vroege heelal in strijd is met de huidige expansie, een anomalie die bekendstaat als de Hubble-spanning.
Bovendien ontdekten wetenschappers in een analyse van nieuwe, zeer nauwkeurige gegevens van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) dat het ΛCDM-model niet zo goed past bij modellen waarin donkere energie in de loop van de tijd evolueert in plaats van constant blijft.
Zowel de Hubble-spanning als de verrassingen die door DESI worden onthuld zijn moeilijk op te lossen in modellen die gebruikmaken van een vereenvoudigde 100 jaar oude kosmische expansiewet: de Friedmann-vergelijking.
Hierbij wordt ervan uitgegaan dat het heelal gemiddeld gelijkmatig uitdijt, alsof alle kosmische structuren door een blender zouden kunnen worden gehaald om een kenmerkloze soep te maken, zonder ingewikkelde structuur.
Het huidige heelal bevat echter een complex kosmisch web van clusters van sterrenstelsels in lagen en filamenten die enorme lege ruimtes omringen en doorkruisen.
“Onze bevindingen laten zien dat we geen donkere energie nodig hebben om te verklaren waarom het heelal lijkt uit te breiden met een versnellend tempo,” aldus professor David Wiltshire.
“Donkere energie is een verkeerde identificatie van variaties in de kinetische energie van expansie, die niet uniform is in een heelal dat zo hobbelig is als het heelal waarin we daadwerkelijk leven.”
“Het onderzoek levert overtuigend bewijs dat enkele van de belangrijkste vragen over de eigenaardigheden van onze uitdijend heelal kan oplossen.”
“Met de nieuwe gegevens zou het grootste mysterie van het heelal tegen het einde van het decennium opgelost kunnen zijn.”
Het nieuwe bewijs ondersteunt het tijdslandschapsmodel van kosmische expansie, dat geen behoefte heeft aan donkere energie omdat de verschillen in uitrekkend licht niet het resultaat zijn van een versnellend heelal, maar in plaats daarvan een gevolg van hoe we tijd en afstand kalibreren.
Het houdt er rekening mee dat zwaartekracht de tijd vertraagt, dus een ideale klok in de lege ruimte tikt sneller dan in een sterrenstelsel.
Het model suggereert dat een klok in de Melkweg ongeveer 35% langzamer zou zijn dan dezelfde klok op een gemiddelde positie in grote kosmische leegtes, wat betekent dat er miljarden jaren meer in leegtes zouden zijn verstreken.
Dit zou op zijn beurt meer expansie van de ruimte mogelijk maken, waardoor het lijkt alsof de expansie sneller wordt wanneer zulke enorme leegtes het heelal gaan domineren.
“We hebben nu zoveel gegevens dat we in de 21ste eeuw eindelijk de vraag kunnen beantwoorden: hoe en waarom ontstaat er een eenvoudige gemiddelde expansiewet uit complexiteit?” zei professor Wiltshire.
“Een eenvoudige expansiewet die consistent is met Einsteins algemene relativiteit hoeft niet te voldoen aan Friedmanns vergelijking.”
“De Euclid-satelliet van de ESA, die in juli 2023 werd gelanceerd, heeft de kracht om de Friedmann-vergelijking te testen en te onderscheiden van het tijdlandschapsalternatief.”
“Hiervoor zijn echter minstens 1000 onafhankelijke supernovae-waarnemingen van hoge kwaliteit nodig.”
Artikel: Antonia Seifert et al. 2025. Supernovae evidence for foundational change to cosmological models. MNRASL 537 (1): L55-L60; doi: 10.1093/mnrasl/slae112
Eerste publicatie: 24 december 2024
Bron: sci-news
