Er kan een exotische vorm van donkere energie op de loer liggen in het universum, en het kan een hardnekkige discrepantie verklaren in metingen van de expansiesnelheid van het universum.
Deze zogenaamde vroege donkere energie had misschien al in de kinderschoenen van het universum bestaan en verdween kort daarna uit het bestaan. Dat zou op zijn beurt verklaren waarom de uitbreidingspercentages het niet eens zijn.
Donkere energie is de onbekende, mysterieuze vorm van energie die de ruimte doordringt en het universum steeds sneller naar buiten gooit. Maar in de afgelopen twee decennia hebben wetenschappers die de versnellende expansie van het universum bestuderen, twee zeer verschillende snelheden gevonden. Het eerste licht van het universum - de kosmische achtergrondstraling of CMB - suggereert een lagere snelheid voor de uitzetting van de ruimte dan studies van supernova's en pulserende sterren in het nabije heelal. Met andere woorden, het universum lijkt nu sneller uit te breiden dan zou worden voorspeld door hoe het eruitzag in de vroege geschiedenis, kort na de oerknal.
Dit meningsverschil wordt de "Hubble-spanning" genoemd. Omdat het CMB-tarief op gespannen voet staat met andere schattingen, en aangezien de berekening ervan afhankelijk is van kosmologische modellen, wordt gedacht dat er iets aan het model ontbreekt - zoals nieuwe natuurwetten of onbekende materiesoorten.
Een nieuw artikel, gepubliceerd op 4 juni in het tijdschrift Physical Review Letters, stelt dat vroege donkere energie het ontbrekende stuk zou kunnen zijn dat de vroege expansie van het universum veranderde. Als dat zo is, zou deze vroege donkere energie de manier waarop CMB eruit ziet subtiel hebben beïnvloed, wat verklaart waarom de gemeten expansie lager is dan verwacht. Toekomstige observaties met hoge resolutie van de CMB zouden kunnen aantonen of vroege donkere energie echt bestond in het jonge universum.
"De rol van deze vroege donkere energie is om het expansiepercentage ongeveer 100.000 jaar na de oerknal te beïnvloeden", Vivian Poulin, hoofdauteur van het nieuwe artikel en onderzoeker bij Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, een afdeling van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijke Onderzoek in Frankrijk, vertelde WordsSideKick.com. 'Destijds zou dat tot 10% van de totale energiedichtheid in het universum uitmaken.'
De voorgestelde vroege donkere energie zou niet lang hebben geduurd - waarschijnlijk na slechts een paar honderdduizend jaar vervallen. In het vroege heelal zou deze donkere energie hebben gefunctioneerd als een eerdere, tijdelijke kosmologische constante - de onbekende factor die wordt gebruikt om de huidige versnellende uitdijing van ons heelal te verklaren, evenals de uitdijing direct na de oerknal. Zodra het echter verdween, zou de expansiesnelheid van het universum opnieuw zijn gedefinieerd door de moderne kosmologische constante - huidige donkere energie.
"Er zijn veel modellen op de markt die kunnen produceren", vertelde Poulin aan WordsSideKick.com. 'Degene die we voorstelden, is geïnspireerd op de snaartheorie.'
De wetenschappers zullen de gevolgen van vroege donkere energie op de vorming van het heelal blijven bestuderen, ook op de grootschalige structuren van sterrenstelsels. Aankomende missies, zoals de Large Synoptic Survey Telescope en de Euclid-telescoop, kunnen mogelijk binnen vijf jaar direct testen op tekenen van vroege donkere energie, zei Poulin.
"Ik denk dat het erg belangrijk is om na te denken over nieuwe manieren waarop de spanning kan worden opgelost, zoals deze auteurs doen", vertelde Wendy Freedman, astronoom aan de Universiteit van Chicago die niet betrokken was bij het nieuwe werk, WordsSideKick.com. "Uiteindelijk zal dit empirisch worden opgelost met hogere nauwkeurigheidsgegevens. En experimenten en programma's die de komende jaren in ontwikkeling zijn, zouden deze modellen moeten kunnen testen en deze vraag beslissend kunnen oplossen."
