HONOLULU - Een natuurkundige crisis is misschien net dieper geworden. Door te kijken naar hoe het licht van verre heldere objecten wordt gebogen, hebben onderzoekers de discrepantie tussen verschillende methoden voor het berekenen van de uitzettingssnelheid van het universum vergroot.
"De metingen zijn consistent met het aangeven van een crisis in de kosmologie", zei Geoff Chih-Fan Chen, een kosmoloog aan de Universiteit van Californië, Davis, hier tijdens een persconferentie op woensdag (8 januari) tijdens de 235e bijeenkomst van de American Astronomical Maatschappij in Honolulu.
Het gaat om een getal dat bekend staat als de constante van Hubble. Het werd voor het eerst berekend door de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble bijna een eeuw geleden, nadat hij zich realiseerde dat elk sterrenstelsel in het universum van de aarde wegritste met een snelheid die evenredig was met de afstand van die melkweg tot onze planeet.
Dit betekent niet dat de aarde zich in het centrum van de kosmos bevindt. In plaats daarvan vertelde de bevinding wetenschappers dat het universum zich uitbreidt en dat er een directe relatie is tussen hoe ver twee objecten van elkaar verwijderd zijn en hoe snel ze van elkaar wijken. De Hubble-constante heeft een waarde die deze snelheids-afstandverbinding omvat.
Het probleem is dat de afgelopen jaren verschillende teams het oneens waren over wat precies de waarde van deze constante is. Metingen die zijn gedaan met behulp van de kosmische microgolfachtergrond (CMB), een overblijfsel van de oerknal dat een momentopname van het jonge universum biedt, suggereren dat de Hubble-constante 46.200 mph per miljoen lichtjaar is (of, met behulp van eenheden van kosmologen, 67,4 kilometer / seconde per megaparsec).
Maar door naar pulserende sterren te kijken die bekend staan als Cepheid-variabelen, heeft een andere groep astronomen de Hubble-constante berekend op 50.400 mph per miljoen lichtjaar (73,4 km / s / Mpc).
De discrepantie lijkt klein, maar er is geen overlap tussen de onafhankelijke waarden en geen van beide partijen is bereid grote fouten in haar methodologie toe te geven.
De nieuwe meting, uitgevoerd door de H0-lenzen in COSMOGRAIL's Wellspring (H0LICOW) -samenwerking, was een poging om de Hubble-constante op een geheel nieuwe manier te berekenen. (COSMOGRAIL is het acroniem voor kosmologische monitoring van zwaartekrachtlenzen.)
Deze maat maakt gebruik van het feit dat enorme objecten in het universum het weefsel van de ruimtetijd zullen vervormen, wat betekent dat licht zal buigen terwijl het langs hen reist. Superlichte, door zwarte gaten aangedreven entiteiten, quasars genoemd, worden soms gevonden achter grote voorgrondstelsels en hun licht wordt vervormd door dit buigproces, dat bekend staat als zwaartekrachtlensing.
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop bestudeerde het H0LiCOW-team het licht van zes quasars tussen 3 miljard en 6,5 miljard lichtjaar verwijderd van de aarde. Terwijl de zwarte gaten van de quasars materiaal sloegen, zou hun licht flikkeren.
Het tussenliggende zwaartekrachtlensende sterrenstelsel boog het licht van elke quasar, en dus arriveerde het flikkeren van de quasar op verschillende tijdstippen op aarde, afhankelijk van het pad dat het rond het voorgrondstelsel volgde, zei Chen. De lengte van de tijdsvertraging bood een manier om de expansiesnelheid van het universum te onderzoeken, voegde hij eraan toe.
H0LiCOW kon een waarde van de Hubble-constante van 50.331 mph per miljoen lichtjaar (73,3 km / s / Mpc) afleiden, zeer dicht bij die van Cepheid-variabelen, maar vrij ver van de CMB-meting.
"Het gevolg is dat de spanning zeer waarschijnlijk reëel is", zei Chen en waarschijnlijk niet het gevolg van fouten in de methoden van elke benadering.
Het is vermeldenswaard dat vorig jaar een andere onafhankelijke meting van de Hubble-constante, gemaakt met behulp van gigantische rode sterren, vierkant tussen de twee zijden kwam en een waarde berekende van 47.300 mph per miljoen lichtjaar (69,8 km / s / Mpc).
Desalniettemin, zei Chen, zijn de verschillende cijfers ver genoeg van elkaar verwijderd dat het mogelijk is dat er iets mis is in onze modellen van het universum. Een groeiend aantal natuurkundigen erkent dit, voegde hij eraan toe, omdat de onafhankelijke metingen het oneens blijven. Onderzoekers moeten mogelijk nieuwe fysica bedenken om uit te leggen wat er aan de hand is.
