De discrepantie kan haast geen toeval meer zijn.

Ons universum is in de afgelopen miljarden jaren behoorlijk gegroeid. Ook op dit moment dijt het heelal uit. Onderzoekers hebben in een studie nieuwe berekeningen gemaakt in de hoop te achterhalen hoe snel het universum precies uitdijt. En opmerkelijk genoeg kwamen de onderzoekers erachter dat het heelal op dit moment zo’n 9 procent sneller uitdijt dan de snelheid waarmee het heelal kort na de oerknal groeide.

Cepheïden
Om te berekenen hoe snel ons universum uitdijt, gebruiken onderzoekers de hubbleconstante. Eén van de manieren om de hubbleconstante te meten, is door cepheïden – ofwel pulserende sterren – waar te nemen. Deze sterren lichten op, en dimmen in voorspelbare snelheden en worden gebruikt om nabijgelegen intergalactische afstanden te meten.


Deze illustratie toont de drie basisstappen die astronomen doen om te berekenen hoe snel ons universum over de loop van de tijd uitdijt, een waarde die de Hubbleconstante wordt genoemd. Afbeelding: NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

Grote Magelhaense Wolk
In de studie observeerde het team met de Hubble-ruimtetelescoop 70 cepheïden in ons naburige sterrenstelsel de Grote Magelhaense Wolk. Daarbij maakten ze gebruik van een nieuwe methode. De gebruikelijke methode is namelijk erg tijdrovend; zo kan Hubble slechts één ster tegelijk observeren. Maar met behulp van een nieuwe techniek die DASH (Drift And Shift) heet, konden de onderzoekers groepen cepheïden bekijken. Hierdoor konden in een tijdvak dat Hubble normaliter nodig heeft om één cepheïde te bekijken, zo’n twaalf sterren tegelijkertijd geobserveerd worden.

Hubbleconstante
Met behulp van waarnemingen uit andere projecten, kon de helderheid van de cepheïden verder verfijnd worden. En uiteindelijk rolden uit de metingen nieuwe berekeningen over afstanden in het heelal, en de hubbleconstante. Maar er is iets opvallends aan de hand. Want deze berekeningen komen namelijk niet overeen met waarnemingen over de uitdijing van het universum slechts kort na de oerknal, verworven door de Planck-satelliet. Planck mat de Hubbleconstante in het jonge universum door de kosmische achtergrondstraling te bestuderen. En op die manier kon hij de uitdijing van het universum van ongeveer 380.000 jaar na de oerknal berekenen.

Discrepantie
“Dit zijn niet slechts twee experimenten die het oneens zijn,” zegt onderzoeker Adam Riess. “We meten iets fundamenteel anders. De ene meting is gebaseerd op hoe snel het universum vandaag de dag uitdijt. De andere is een voorspelling, gebaseerd op de fysica van het vroege universum en op metingen over hoe snel het zou moeten uitdijen. Als deze twee waarden niet overeenkomen, is de kans zeer groot dat we iets missen in het kosmologische model.” Volgens de onderzoeker kan de mismatch bijna geen toeval meer zijn. Zo schroeven de onderzoekers de kans dat dit slechts een ongelukje is terug van 1 op 3000 tot 1 op 100.000.


Hoewel de onderzoekers niet precies begrijpen waarom de discrepantie bestaat, zullen ze blijven proberen om de hubbleconstante te verfijnen. Uiteindelijk hopen ze de onzekerheid terug te brengen tot 1 procent. Eerdere metingen brachten die onzekerheid in 2001 al terug tot 10 procent, in 2009 tot 5 procent en met het huidige onderzoek tot 1,9 procent.