James Webb-telescoop versterkt hubble-spanning en daagt kosmologisch model uit

Nieuwe nasa-waarnemingen bevestigen discrepantie in expansieconstante van het universum, die fundamentele theorieën op de proef kan stellen

Het universum blijft uitdijen en steeds preciezere metingen vergroten alleen maar het raadsel. Nieuwe waarnemingen, ondersteund door de NASA en de ruimtetelescoop James Webb, hebben de zogeheten hubble-spanning bevestigd: een aanhoudende discrepantie die de fundamenten van de moderne kosmologie ter discussie stelt.

Twee methoden die tegenstrijdige resultaten opleveren

De hubble-constante (H0) meet de huidige expansiesnelheid van het heelal. Waarnemingen van het nabije universum, gebaseerd op de kosmische afstandsladder met cepheïden en type Ia-supernova’s, leveren een waarde op van ongeveer 73,5 kilometer per seconde per megaparsec. Daarentegen plaatsen berekeningen op basis van de kosmische achtergrondstraling de waarde tussen 67 en 68 kilometer per seconde per megaparsec. Het verschil is te groot om aan willekeurige fouten toe te schrijven.

De ene aanpak bestudeert het nabije heelal met indicatoren zoals cepheïden, waarvan de helderheidsvariatie echte afstanden mogelijk maakt, en type Ia-supernova’s die als heldere bakens fungeren. De andere methode analyseert de kosmische microgolfachtergrondstraling, het restant van het universum toen het nog maar 380.000 jaar oud was, en extrapoleert naar het heden volgens het standaardmodel.

James Webb verkleint de kans op meetfouten

Jarenlang werd vermoed dat het probleem lag in systematische fouten in astronomische waarnemingen, zoals interstellair stof of de moeilijkheid om sterren in verre sterrenstelsels te scheiden. De James Webb-telescoop heeft, in samenwerking met Hubble, de metingen van cepheïden in het infrarood herzien en bevestigd dat de discrepantie blijft bestaan. De lokale waarnemingen wijzen nog steeds op een snellere expansie.

Meerdere technieken ondersteunen de hogere waarde

De spanning is versterkt omdat de hogere waarde niet van één techniek afhangt. Verschillende studies die cepheïden, supernova’s, parallaxen en rode reuzensterren combineren, komen uit op ongeveer 73 kilometer per seconde per megaparsec. Het internationale H0 Distance Network heeft recent 73,50 ± 0,81 kilometer per seconde per megaparsec gemeten met hoge precisie.

Het standaard kosmologisch model zou incompleet kunnen zijn

Als de lokale metingen juist zijn, suggereert de voorspelling uit de kosmische achtergrondstraling dat het standaardmodel van de evolutie van het universum aanpassingen nodig heeft. Wetenschappers onderzoeken hypotheses variërend van onontdekte systematische fouten tot wijzigingen in donkere energie, donkere materie of onbekende fysische verschijnselen. Geen enkele verklaring heeft nog de overhand gekregen.

De hubble-spanning vormt een van de grootste uitdagingen in de huidige kosmologie: twee uiterst precieze methoden lijken verschillende werkelijkheden te beschrijven. Toekomstige waarnemingen zouden kunnen bevestigen dat er een essentieel puzzelstuk ontbreekt in ons begrip van het heelal.

Tags bij dit artikel