Het begrijpen van iets dat we niet kunnen zien, was een probleem dat astronomen in het verleden hebben overwonnen. Met behulp van de methode van de sterke zwaartekrachtlensing - waarbij een enorme melkwegcluster als een kosmische vergrootlens fungeert - heeft een internationaal team van astronomen voor het eerst ongrijpbare donkere energie kunnen bestuderen. Het team meldt dat hun resultaten, in combinatie met bestaande technieken, de huidige metingen van de massa en de energie-inhoud van het universum aanzienlijk verbeteren.
Met behulp van gegevens van de Hubble-ruimtetelescoop en telescopen vanaf de grond analyseerde het team beelden van 34 extreem ver weg gelegen sterrenstelsels achter Abell 1689, een van de grootste en meest massieve sterrenstelsels in het heelal.
Door de zwaartekrachtlens van Abell 1689 konden de astronomen, onder leiding van Eric Jullo van JPL en Priyamvada Natarajan van de Yale University, de zwakke, verre sterrenstelsels op de achtergrond detecteren - waarvan het licht werd gebogen en geprojecteerd door de enorme zwaartekracht van het cluster - in een dezelfde manier waarop de lens van een vergrootglas het beeld van een object vervormt.
Met behulp van deze methode konden ze de algehele fout in de vergelijking van de toestand met 30 procent verminderen, in combinatie met andere methoden.
De manier waarop de beelden vervormd waren, gaf de astronomen aanwijzingen over de geometrie van de ruimte die tussen de aarde, de cluster en de verre melkwegstelsels ligt. "De inhoud, geometrie en het lot van het universum zijn met elkaar verbonden, dus als je twee van die dingen kunt beperken, leer je iets over de derde", zei Natarajan.
Het team was in staat om het bereik van de huidige schattingen over het effect van donkere energie op het universum, aangegeven door de waarde w, met 30 procent te verkleinen. Het team combineerde hun nieuwe techniek met andere methoden, waaronder het gebruik van supernova's, röntgenstelselclusters en gegevens van het Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) ruimtevaartuig, om de waarde voor w te beperken.
"Donkere energie wordt gekenmerkt door de relatie tussen de druk en de dichtheid: dit staat bekend als de staatsvergelijking", zei Jullo. “Ons doel was om te proberen deze relatie te kwantificeren. Het leert ons over de eigenschappen van donkere energie en hoe het de ontwikkeling van het heelal heeft beïnvloed. ”
Donkere energie maakt ongeveer 72 procent uit van alle massa en energie in het universum en zal uiteindelijk het lot bepalen. De nieuwe resultaten bevestigen eerdere bevindingen dat de aard van donkere energie waarschijnlijk overeenkomt met een plat universum. In dit scenario zal de uitdijing van het heelal blijven versnellen en zal het heelal voor altijd uitdijen.
De astronomen zeggen dat de echte kracht van dit nieuwe resultaat is dat het een totaal nieuwe manier bedenkt om informatie over de ongrijpbare donkere energie te extraheren, en dat het veelbelovend is voor toekomstige toepassingen.
Volgens de wetenschappers vereiste hun methode meerdere, nauwgezette stappen om te ontwikkelen. Ze brachten verscheidene jaren door met het ontwikkelen van gespecialiseerde wiskundige modellen en nauwkeurige kaarten van de materie - zowel donkere als "normale" - die samen de Abell 1689-cluster vormen.
De bevindingen verschijnen in het nummer van 20 augustus van het tijdschrift Science.
Bronnen: Yale University, Science Express. ESA Hubble.
