Donkere energie bestaat niet, beweert controversiële studie

Een analyse van supernova’s beargumenteert dat de uitdijing van ons heelal niet versnelt. Daarmee valt de noodzaak weg voor het bestaan van de donkere energie die deze versnelling verklaart.

Donkere energie bestaat mogelijk helemaal niet. Dat is de conclusie van een controversiële analyse, die ook nog eens beweert dat de uitdijing van ons heelal niet versnelt. Daarmee wijzen de onderzoekers een theorie af waar veel van de moderne kosmologie op steunt. Maar veel wetenschappers blijven sceptisch.  

Versnelde uitdijing

Vanaf het moment dat Edwin Hubble pulserende sterren observeerde in 1929, weten astronomen dat het universum uitdijt. Decennialang ging men ervan uit dat deze uitdijing plaatsvindt met een constant tempo. Maar dat veranderde in de jaren negentig door observaties van een nieuw soort exploderende ster: een supernova type Ia.

LEES OOK

Hoe prehistorische volkeren duizenden jaren geleden al oceanen overstaken

Duizenden jaren voor de uitvinding van kompassen of zeilen staken prehistorische volkeren al oceanen over om afgelegen gebieden zoals Malta en Austral ...

Na het meten van de posities van deze supernova’s aan onze hemel, kondigden twee verschillende onderzoeksteams aan dat de snelheid waarmee de meest verre sterrenstelsels van elkaar wegbewogen steeds groter wordt. Dat verrassende resultaat verklaarden natuurkundigen met een mysterieuze nieuwe soort energie die de naam donkere energie kreeg. Deze energie zou verantwoordelijk zijn voor de uitdijing van ons heelal.

Opschudding en tegenspraak

Astronoom Subir Sarkar en zijn collega’s van de Oxford-universiteit in Londen hebben nu een analyse gepubliceerd die beweert dat dit beeld niet klopt.

Sarkar begon in 2014 voor het eerst onderzoek te doen naar de oorspronkelijke beweringen, toen de twee onderzoeksgroepen achter de expansietheorie van het heelal hun gegevens openbaar maakten. Los van elkaar deden zijn collega’s en hijzelf een grondige check. Ze concludeerden dat het bewijs eigenlijk niet voldeed aan de statistieke standaard waar natuurkundige ontdekkingen aan hóren te voldoen. ‘Dit zorgde voor veel opschudding’, zegt Sarkar.

De bewering van het team riep veel tegenspraak op. Zo zeiden veel kosmologen niet bekend te zijn met de statistische methoden die zij gebruikten. Anderen merkten op dat de analyse bepaalden factoren buiten beschouwing liet, zoals de kosmetische somregel die stelt dat de percentages donkere energie, donkere materie en normale materie samen altijd 100 moeten zijn.

Doffe supernova’s

Sindsdien hebben Sarkar en zijn team meer onderzoeken gepubliceerd, maar kregen ze ook steeds meer kritiek. Inmiddels zijn ze ervan overtuigd dat ze die allemaal hebben weerlegd. Voor hun laatste analyse gebruikten ze de actueelste dataset die we hebben, Pantheon+ genaamd, die bestaat uit de gegevens van 1701 supernova’s. Ook namen ze veel van de suggesties die ze ontvingen mee in hun berekeningen.

Er was één suggestie in het bijzonder die veel impact had. Een onderzoeksgroep van de Yonsei-universiteit in Seoul in Zuid-Korea had bewijs verzameld voor het idee dat de type Ia-supernova’s niet zo betrouwbaar zijn als we dachten.

De groep ontdekte dat de supernova’s minder fel lijken wanneer ze eerder in het leven van een sterrenstelsel zijn ontstaan. En omdat licht er zo lang over doet om door het heelal te reizen, zien we verre sterrenstelsels zoals ze eruitzagen toen ze nog veel jonger waren. Dus als de supernova’s in deze jonge sterrenstelsels steeds minder helder waren geweest, zouden kosmologen hebben gedacht dat ze verder weg stonden dan in werkelijkheid het geval was. Daardoor zouden ze ook de snelheid waarmee het heelal uitdijt te hoog hebben ingeschat.

Toen Sarkar en zijn collega’s de correcties van deze onderzoeksgroep aan de Yonsei-universiteit meenamen in hun analyse, bleek dat de uitdijing van het heelal mogelijk helemaal niet versnelt. Ze concludeerden daarom dat donkere energie niet meer nodig is om de supernova-observaties te verklaren.

Mogelijk baanbrekend

Veel kosmologen blijven sceptisch en denken dat het niet mogelijk is om het heelal als geheel te kunnen beschrijven zonder donkere energie. Maar volgens sommigen past deze ontwikkeling bij andere nieuwe bevindingen die ons huidige beeld van het heelal ter discussie stellen.

‘Dit is een heel interessante en mogelijk baanbrekende observatie’, zegt kosmoloog Dominik Schwarz van de Bielefeld-universiteit in Duitsland. Donkere energie werd geïntroduceerd als oplossing voor een verschil tussen ons heelalmodel en wat we observeren. En nu zien we juist een onregelmatigheid in de observaties van oudere, doffere sterren, zegt hij. ‘Dat kan best betekenen dat het hele model weer instort.’

Overtuigingskracht nodig

Anderen zijn minder overtuigd dat er überhaupt sprake is van een probleem. ‘We hebben robuust bewijs voor versnelde expansie van het heelal dat op meerder bronnen stoelt: van supernova-gegevens tot metingen aan de grootschalige structuur van het heelal en kosmische microgolfruis. En ik geloof niet dat de nieuwe resultaten dit alles doet rammelen’, zegt natuurkundige Joshua Frieman van het National Accelerator Laboratory SLAC in California.

Hij gelooft dat het werk van Sarkar en zijn collega’s alleen één aspect van het donkere energiebewijs in twijfel trekt. Dat is volgens Frieman ‘niet genoeg om het hele paradigma overboord te gooien’.

‘Grensverleggende wetenschap lijkt vaak op Twelve Angry Men’, zegt astrofysicus Geraint Lewis van de Australische Universiteit van Sydney. ‘Soms is de zaak duidelijk en is de jury unaniem. Maar in andere gevallen kijken mensen elk naar hun eigen stukje van de puzzel. Dan is er overtuigingskracht en aanvullend bewijs nodig voordat de jury tot een oordeel komt.’