Decennia lang hebben wetenschappers geloofd dat de uitdijing van ons universum versnelt, aangedreven door een mysterieuze kracht die donkere energie wordt genoemd. Baanbrekend nieuw onderzoek suggereert echter dat deze versnelling mogelijk ten einde loopt, wat mogelijk een revolutie teweegbrengt in ons begrip van de kosmos en zijn uiteindelijke lot.
Het veranderende landschap van donkere energie
Deze onverwachte bevinding bouwt voort op eerdere aanwijzingen van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), dat vorig jaar wees op een verzwakking van donkere energie. Onderzoekers van de Yonsei Universiteit in Zuid-Korea, onder leiding van Young-Wook Lee, stellen nu voor dat de uitdijing van het universum al begint te vertragen. Als dit wordt bevestigd, zou dit een “grote paradigmaverschuiving in de kosmologie markeren sinds de ontdekking van donkere energie 27 jaar geleden.”
Deze potentiële verschuiving heeft aanzienlijke gevolgen voor de manier waarop we de toekomst van ons universum voor ogen hebben. Als de strijd tegen de zwaartekracht verloren gaat door donkere energie, kan de uitdijing uiteindelijk omkeren, wat tot een inkrimping kan leiden. Dit scenario zou kunnen resulteren in een ‘Big Crunch’ – een kosmische ineenstorting die lijkt op de omgekeerde Big Bang.
Een korte geschiedenis van donkere energie
Het concept van donkere energie ontstond in 1998 toen astronomen verre Type Ia-supernova’s observeerden (“standaardkaarsen” vanwege hun consistente helderheid, die worden gebruikt om kosmische afstanden te meten). Deze waarnemingen onthulden dat sterrenstelsels zich steeds sneller van ons verwijderden. Om dit fenomeen te verklaren introduceerden wetenschappers het concept van donkere energie – een tijdelijke kracht die verantwoordelijk is voor deze versnellende expansie.
In de daaropvolgende decennia hebben wetenschappers vastgesteld dat donkere energie ongeveer 68% van het totale energie-materiebudget van het universum uitmaakt. Bovendien ontdekten ze dat het niet altijd dominant was, maar dat het leek alsof het zijn heerschappij begon en de uitdijing van het universum ongeveer 5 miljard jaar geleden versnelde, grofweg 9 miljard jaar na de oerknal.
De Supernova-puzzel en leeftijdsgebonden vooroordelen
De nieuwste uitdaging voor ons begrip van donkere energie komt voort uit een heronderzoek van Type Ia-supernova’s. Het DESI-project had aanvankelijk gewezen op een toekomstige vertraging van de kosmische expansie. Lee en zijn collega’s ontdekten echter dat de helderheid van deze supernova’s mogelijk wordt beïnvloed door de leeftijd van de voorlopersterren, dat wil zeggen de sterren die explodeerden om ze te creëren.
Concreet ontdekte het team dat zelfs na het standaardiseren van het licht van deze supernova’s, het licht dat afkomstig was van jongere sterrenpopulaties zwakker leek dan dat van oudere populaties. Door een ‘bias-correctie’ toe te passen om dit effect te verklaren, suggereren de onderzoekers dat hun resultaten het huidige standaardmodel van de kosmologie – het Lambda Cold Dark Matter (LCDM)-model – in twijfel trekken.
Op basis van een steekproef van 300 sterrenstelsels schat het team een significantieniveau van 99,99%, wat aangeeft dat het dimmen van verre Type Ia-supernova’s niet alleen kan worden toegeschreven aan kosmische uitdijing, maar ook aan deze stellaire effecten.
Een universum in transitie
De kernconclusie van dit onderzoek is dat het universum momenteel niet in een versneld tempo uitdijt, maar al in een fase van vertragende uitdijing is beland – een substantiëlere verschuiving dan eerder door DESI werd gesuggereerd.
“In het DESI-project werden de belangrijkste resultaten verkregen door ongecorrigeerde supernovagegevens te combineren met metingen van baryonische akoestische oscillaties, wat leidde tot de conclusie dat het heelal weliswaar in de toekomst zal vertragen, maar momenteel nog steeds versnelt”, legt Lee uit. ‘Onze analyse – waarin de leeftijdscorrectie wordt toegepast – laat daarentegen zien dat het universum vandaag de dag al in een vertragende fase is beland.’
Wat is het volgende?
Om deze bevindingen verder te staven, is het team van plan een ‘evolutievrije test’ uit te voeren, waarbij alleen jonge Type Ia-supernova’s van jonge sterrenstelsels op verschillende afstanden zullen worden gebruikt. Verwacht wordt dat het Vera C. Rubin Observatorium, met zijn enorme digitale camera, een cruciale rol zal spelen in dit onderzoek.
“Binnen de komende vijf jaar, nu het Vera C. Rubin Observatorium meer dan 20.000 nieuwe supernova-sterrenstelsels zal ontdekken, zullen nauwkeurige leeftijdsmetingen een veel robuustere en definitievere test van de supernova-kosmologie mogelijk maken”, aldus Chul Chung, een teamlid.
Het beeld dat naar voren komt suggereert dat een universum een belangrijke transitie ondergaat – een transitie die ons begrip van de kosmische evolutie en het uiteindelijke lot van de kosmos zou kunnen hervormen. > De implicaties van een vertragend heelal zijn diepgaand en kunnen mogelijk leiden tot een heel ander langetermijnlot voor ons universum dan eerder werd gedacht.
