Vijf jaar geleden werd de Nobelprijs voor de natuurkunde eind jaren 90 van de vorige eeuw toegekend aan drie astronomen voor hun ontdekking. Ze ontdekten dat het universum steeds sneller uitbreidt. De conclusies van de wetenschappers waren gebaseerd op analyses van type Ia supernovae - spectaculaire thermonucleaire explosies van stervende sterren - die werden waargenomen door de Hubble Ruimtetelescoop en op aarde gebaseerde telescopen. Dit alles heeft geleid tot een brede acceptatie van het idee dat het universum gevuld is met een mysterieuze substantie, donkere energie, die de expansie versnelt.
En nu heeft een groep wetenschappers onder leiding van professor Subir Sarkan van de afdeling natuurkunde aan de universiteit van Oxford twijfels geuit over dit standaard kosmologische concept. Met behulp van een enorm uitgebreide dataset - een catalogus van 740 Type Ia-supernovae die meer dan 10 keer zo groot zijn als het oorspronkelijke monster - ontdekten de wetenschappers dat de uitbreidingsgegevens mogelijk minder nauwkeurig zijn dan eerder werd gedacht. De gegevens komen overeen met een constante uitbreidingssnelheid.
De studie is gepubliceerd in Scientific Reports in het tijdschrift Nature.
Professor Sarkar, die ook werkt aan het Niels Bohr Instituut in Kopenhagen, zei: “De ontdekking van de versnellende expansie van het universum leverde de Nobelprijs, de Gruberprijs en de Doorbraakprijs in Fundamentele Fysica op. Dit leidde tot een brede acceptatie van het idee dat het universum wordt gedomineerd door "donkere energie" die zich gedraagt als een kosmologische constante - en nu is het het "standaardmodel" van de kosmologie.
Er is nu echter een veel grotere database met supernovae op basis waarvan rigoureuze en gedetailleerde statistische analyses kunnen worden uitgevoerd. We analyseerden de nieuwste catalogus van 740 Type Ia-supernovae - tien keer meer dan het oorspronkelijke monster - en ontdekten dat het bewijs van versnellende expansie op zijn best is, zoals natuurkundigen zeggen, "3 sigma." Dit is verre van de 5 sigma die de standaard vereist om een ontdekking van fundamenteel belang te laten zijn.
Een soortgelijk voorbeeld in deze context is de recente aanname van het bestaan van een nieuw 750 GeV-deeltje op basis van gegevens van de Large Hadron Collider bij CERN. Het had oorspronkelijk een hoge betekenis - 3,9 en 3,4 sigma in december vorig jaar - en er zijn meer dan 500 theoretische papers geschreven. Maar in augustus werd bekend dat uit nieuwe gegevens bleek dat de significantie was gedaald tot minder dan 1 sigma. Alles bleek een statistische fluctuatie te zijn en er is geen deeltje."
Er zijn andere gegevens die het idee van een versnellende uitdijing van het heelal zouden moeten ondersteunen, bijvoorbeeld informatie over de kosmische microgolfachtergrond - het zwakke nagloeien van de oerknal - verkregen door de Planck-satelliet. Professor Sarkar zegt echter dat “al deze tests indirect zijn, uitgevoerd binnen het kader van het veronderstelde model, en donkere energie heeft geen directe invloed op de CMB. In feite is er misschien een zwak Sachs-Wolfe-effect, maar daar is nog geen duidelijke bevestiging van.
“Het is mogelijk dat we zijn misleid, en de schijnbare manifestatie van donkere energie is een gevolg van de analyse van de gegevens in het kader van een vereenvoudigd theoretisch model - dat in de jaren dertig als feit werd aanvaard, lang voordat normale gegevens verschenen. Een complexer theoretisch raamwerk, rekening houdend met het feit dat het universum niet helemaal homogeen is en dat de materiële inhoud ervan zich mogelijk niet als een ideaal gas gedraagt - twee belangrijke aannames van de standaardkosmologie - kan alle waarnemingen verklaren zonder de noodzaak om donkere energie op te nemen. En met betrekking tot de energie van het vacuüm, we hebben er absoluut geen begrip van in de fundamentele theorie.
Promotie video:
“Natuurlijk zal er veel werk moeten worden verzet om de natuurkundige gemeenschap hiervan te overtuigen, maar ons werk moet aantonen dat de belangrijkste pijler van het standaard kosmologische model erg kwetsbaar is. Hopelijk zal dit ons aanmoedigen om kosmologische gegevens beter te analyseren en om andere kosmologische modellen te ontwikkelen."
ILYA KHEL
