Bevestigd: kosmologisch principe klopt niet; Universum niet volmaakt rond

Share Button

Een van de fundamenten van de moderne astrofysica is het kosmologische principe: het denkbeeld dat waarnemers op aarde ongeveer hetzelfde op grote schaal waarnemen als waarnemers op andere plekken in het universum. Inderdaad zijn er veel waarnemingen die dit idee ondersteunen Zo ziet het heelal er min of meer hetzelfde uit in alle richtingen, hoe we ook kijken. Maar misschien keken we helemaal niet goed, althans: stelden we niet de juiste vragen, blijkt nu.

Supernova's type 1a ontstaan omdat een (uitgebrande) witte dwergster gas van een nog niet uitgebrande begeleider-ster opslokt tot de kritische massa wordt overschreden. Deze ontploffing heeft een precies bekende hoeveelheid grootte. Daardoor kan je aan de lichtintensiteit en de roodverschuiving precies bepalen hoever het melkwegstelsel waar de supernova in voorkomt, van ons afstaat.

Supernova's type 1a ontstaan omdat een (uitgebrande) witte dwergster gas van een nog niet uitgebrande begeleider-ster opslokt tot de kritische massa wordt overschreden. Deze ontploffing heeft een precies bekende hoeveelheid grootte. Daardoor kan je aan de lichtintensiteit en de roodverschuiving precies bepalen hoever het melkwegstelsel waar de supernova in voorkomt, van ons afstaat.

Supernova als kosmische meetkaars
De laatste jaren, nu er meer en scherpere waarnemingen binnenkomen dan ooit tevoren, komen er scheurtjes in dit beeld. Al eerder schreven we we over.  Sommige kosmologen wijzen op het gedrag van type 1a supernova’s, ontploffende witte dwergsterren (wat weer witgloeiende, uitgebrande resten van sterren zijn, zo groot als de aarde maar met de massa van een ster).

Bij nova’s lekt er een kleinere hoeveelheid waterstofgas van een buurster op een witte dwerg, tot de kritische waarde bereikt is voor kernfusie van helium en er een enorme explosie komt: de heliumflits, die de nova oplevert. Bij een supernova type 1a ontploft niet alleen de gasschil, maar de complete witte dwergster in een allesverwoestende thermonucleaire ontploffing, een waterstofbom zo groot als een kleine ster. Vergeet niet: alles wat lichter is dan ijzer kan nog fuseren en een witte dwergster bestaat uit zuurstof en magnesium. En dat gebeurt dan ook als de grens overschreden wordt. In een paar seconden. Geloof me, dan wil je echt op heel veilige afstand zitten, honderden lichtjaren tenminste. Of je moet kicken op bruine smog en regens van salpeterzuur. Deze ontploffingen zijn zo fel dat de complete ster verdampt. Gedurende enige tijd wordt de complete melkweg waar ze deel van uitmaken overstraald en zijn dus erg bruikbaar om afstandsbepalingen te doen. Gelukkig zijn deze ontploffingen nu heel zeldzaam, maar miljarden jaren geleden kwamen ze veel vaker voor.

Heelal zet onregelmatig uit
Deze verre explosies lijken niet alleen van ons af te bewegen, maar zelfs steeds sneller van elkaar af te bewegen. Het opvallende is dat deze versnelling niet in alle richtingen gelijk is, maar in sommige richtingen veel sneller gaat dan in andere. Van ons beeld van een mooi symmetrisch heelal blijft dus steeds minder over. Maar klopt de statistische analyse wel? Al eerder is bij heel veel wetenschappelijke takken van sport gebleken dat bij een grotere steekproef ‘significante’ effecten als sneeuw voor de zon verdwijnen. Denk aan het Higgsdeeltje waar steeds sporen van op zouden duiken waar achteraf niets van blijkt te kloppen. Daarom hebben Rong-Gen Cai en Zhong-Liang Tuo van het Key Laboratory of Frontiers in Theoretical Physics van de Chinese Academy of Sciences in Beijing de data van 557 supernovae door het hele universum heronderzocht en de getallen door een programma gehaald.

Nu eindelijk hard bewijs
Deze keer klopt de statistiek wel. Er is inderdaad een eenduidig resultaat. Het heelal blijkt in een bepaalde richting veel meer uit te zetten dan in andere richtingen. De uitzetting in het snelst richting in het sterrenbeeld Vulpecula (Vos) op het noordelijk halfrond. Dit komt overeen met andere analyses, waaruit al eerder bleek dat het heelal een voorkeursas heeft in de kosmische achtergrondstraling. Als het heelal in een bepaalde richting meer uitzet, zal het in die richting ‘koeler’ lijken. Kortom: het kosmologisch principe, en daarmee heel wat kosmologische  theorietjes over een symmetrisch heelal en een scalair uitzettingsveld kunnen nu op de schroothoop of moeten drastisch herzien worden.

En er komt een spannende uitdaging te liggen. Waarom heeft het Universum een uitzettingsas en hoe modelleren we dat? Een pittige klus. Wat zijn jullie ideeën?

Bronnen:
Rong-Gen Cai en Zhong-Liang Tuo, Direction Dependence Of The Acceleration In Type Ia Supernovae, ArXiv (2011)

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

4 reacties

  1. Alfa schreef:

    Als ik puur visualiseer op basis van een sterkere uitzetting in één richting, dan kom ik op de volgende gedachten ;
    We leven in een trosvormig multiversum, waarvan, als we de as in zuidelijke richting volgen, we naar de oorsprong van ons universum kijken. Om ons universum heen, bevinden zich de andere universa, tegelijkertijd ontstaan met het onze, en ongeveer gelijk van volume en vorm. Steek een rietje in een wasteil met water en zeep, en blaas bellen. Om de bron ontstaat een trosbellen op het oppervlak, die als je het rietje uit de vloeistof trekt, een tros aan het einde vormen. Het zou er op kunnen duiden, dat op den duur alle universa ook gelijktijdig aan hun einde komen, wanneer de nieuwe explosief expanderen. Wie weet is dit al aan de gang, maar heeft de gebeurtenis ons nog niet bereikt. Dat zou wel eens miljarden jaren kunnen duren. Dit is mijn vrije associatie.

  2. Roeland schreef:

    En hebben deze onderzoekers ook ideeën over hoe groot het universum zou kunnen zijn (uiteraard gaat het dan om de werkelijke grootte van het universum, niet alleen het waargenomen deel)?

  3. nutter schreef:

    mmm alle gedachtegangen loslaten en opnieuw beginnen met denken …

  4. Jasper schreef:

    Het zichtbare heelal is volgens sommige theorieën (komt voort uit de inflatie theorie) maar een fractie van het totaal. Wellicht in de orde van een zandkorrel staat tot de aarde, of een zandkorrel staat tot het melkwegstelsel. Met dit in gedachte, zou dit dan niet gewoon een statisch aanvaardbare afwijking kunnen zijn?

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger