In een recent bericht schreef ik over een studie die beweerde dat donkere energie niet nodig is om de roodverschuivingen van verre supernovae te verklaren. Ik zei ook dat we donkere energie nog niet helemaal moeten uitsluiten, omdat er verschillende onafhankelijke metingen van kosmische expansie zijn waarvoor geen supernovae nodig zijn. Zeker, een nieuwe studie heeft de kosmische expansie gemeten zonder al dat gedoe met supernovae. De studie bevestigt donkere energie, maar roept ook enkele vragen op.
In plaats van de helderheid van supernovae te meten, kijkt deze nieuwe studie naar een effect dat bekend staat als zwaartekrachtlensing. Aangezien de zwaartekracht een kromming van ruimte en tijd is, wordt een lichtstraal afgebogen wanneer deze dichtbij een grote massa passeert. Dit effect werd voor het eerst waargenomen door Arthur Eddington in 1919 en was een van de eerste bevestigingen van algemene relativiteitstheorie.
Soms gebeurt dit effect op kosmische schaal. Als een verre supernova zich ver achter een sterrenstelsel bevindt, wordt het licht van de quasar gebogen rond het voorgrondstelsel, waardoor meerdere afbeeldingen van de quasar ontstaan. Het was deze zwaartekrachtlensing van verre quasars die de focus was van deze nieuwe studie.
Dus hoe meet dit kosmische expansie? Elk lensbeeld van een quasar bij een melkwegstelsel wordt geproduceerd door licht dat een ander pad rond de melkweg heeft afgelegd. Sommige paden zijn langer en sommige zijn korter. Dus het licht van de quasar heeft een andere hoeveelheid tijd nodig om ons te bereiken. Quasars produceren niet alleen een gestage stroom van licht, maar flikkeren iets na verloop van tijd. Door de flikkering van elk lensquasarbeeld te meten, heeft het team het tijdsverschil van elk pad gemeten, en dus de afstand van elk pad.
Het team wist de afstand van elk afbeeldingspad en kon vervolgens de grootte van de melkweg berekenen. Dat verschilt van de schijnbare grootte. Omdat het universum zich uitbreidt, wordt het beeld van het sterrenstelsel op weg naar ons uitgerekt, dus het sterrenstelsel lijkt groter dan het in werkelijkheid is. Door de schijnbare grootte van het sterrenstelsel te vergelijken met de werkelijke grootte zoals berekend door de lensquasar, weet je hoeveel de kosmos is uitgebreid. Het team deed dit met veel lensquasars en kon de snelheid van kosmische expansie berekenen.
Kosmische expansie wordt typisch uitgedrukt door de Hubble-constante. Dit laatste onderzoek kreeg een waarde van 74 (km / s) / Mpc voor de Hubble-constante, wat net iets hoger is dan supernova-metingen. Gezien het onzekerheidsgebied zijn de supernova- en lensmaatregelen het met elkaar eens.
Maar deze metingen komen niet overeen met andere metingen, zoals die van de kosmische microgolfachtergrond, die een waarde geven rond 67 (km / s) / Mpc. Dit is een enorm probleem. We hebben nu meerdere metingen van de Hubble-constante met volledig onafhankelijke methoden, en ze zijn het daar niet mee eens. We gaan verder dan het zogenaamde Hubble-spanning in regelrechte tegenstelling.
Dus het aanpassen van supernova-resultaten haalt de donkere energie niet weg. Het lijkt er nog steeds op dat donkere energie heel echt is. Maar het is nu duidelijk dat we er iets niet van begrijpen. Het is een mysterie dat meer gegevens uiteindelijk kunnen oplossen, maar op dit moment geven meer gegevens ons meer vragen dan antwoorden.
Referentie: Wong, Kenneth C., et al. 'H0LiCOW XIII. Een meting van 2,4% van H0 van lensquasars: 5.3sigmaspanning tussen vroege en late universum-sondes. "
