Een nieuw model van het universum, waarin het langzaam ronddraait, kan mogelijk onenigheid over hoe snel het heelal uitdijt oplossen. Maar er zijn nog een hoop stappen nodig voordat we weten of dit hét nieuwe model van het universum is.
Al sinds de oerknal is het heelal continu aan het uitdijen, maar sterrenkundigen zijn het niet eens over de snelheid waarmee dit gebeurt. Verschillende meetmethoden geven namelijk verschillende resultaten. Dit is een van de grootste problemen in de sterrenkunde.
Nu hebben sterrenkundigen dit probleem opgelost door een model te maken waarin het universum heel langzaam ronddraait. Ze publiceerden hierover in wetenschappelijk tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Hun model beschrijft alleen nog niet de volledige geschiedenis van het heelal en ze moeten nog testen of het model overeenkomt met waarnemingen uit ons universum.

Het Grote Kosmische Inslag-spel: kun jij een ramp voorkomen?
Wat moet de mensheid doen wanneer een planetoïde op de aarde afstevent? ...
Astronomisch probleem
Bijna honderd jaar geleden beschreef kosmoloog Edward Hubble hoe snel het universum uitdijt. Een constante in zijn formule, de zogeheten hubbleconstante, geeft aan hoe snel sterrenstelsels zich op dit moment van ons af bewegen, afhankelijk van hoe ver ze zich bij ons vandaan bevinden.
Je kunt de waarde van de hubbleconstante op twee verschillende manieren bepalen: door te kijken naar de beweging van sterrenstelsels relatief dichtbij ons of door te kijken naar de eigenschappen van straling van relatief kort na de oerknal, de zogeheten kosmische achtergrondstraling. Maar deze twee methoden geven beide een ander resultaat. Dit probleem heet de hubblespanning.
De laatste twintig jaar zijn de meetmethoden voor beide technieken steeds nauwkeuriger geworden. Hierdoor is de onenigheid niet meer af te schuiven als meetfout. Daarom zoeken sterrenkundigen nu naar een oplossing voor dit probleem door nieuwe theorieën over het universum te bedenken.
Nieuw model
Sterrenkundige István Szapudi van de Universiteit van Hawaï en zijn collega’s hebben nu laten zien dat ze de hubblespanning kunnen oplossen met een model van het universum dat zeer langzaam ronddraait. Met zo’n wiskundig model kunnen sterrenkundigen de evolutie van het universum bestuderen en waarnemingen verklaren.
Het onderzoeksteam voegde een klein beetje rotatie toe aan een gebruikelijk model van het universum – het zogeheten Lambda-CDM-model. Toen ze in hun nieuwe model opnieuw bestudeerden welke waarde voor de hubbleconstante de twee verschillende meetmethoden opleverde, bleek dat deze niet langer in strijd met elkaar waren.
Het is lastig om te zeggen of dit model dé oplossing voor de hubblespanning is. Sterrenkundigen hebben namelijk al veel mogelijke oplossingen voorgesteld en het is lastig om te achterhalen welke de beste hiervan is. ‘Het probleem is dat we alleen zouden kunnen zeggen dat een bepaald model de voorkeur heeft boven andere modellen als deze een voorspelling doet die je kunt verifiëren met een experiment of met metingen. Ik denk dat we daar nog niet zijn met de huidige wetenschap’, zegt kosmoloog Tomislav Prokopec van de Universiteit Utrecht, die niet bij het onderzoek betrokken was.
De meeste van deze voorgestelde modellen doen, net als dit nieuwe model, een aanpassing aan het Lambda-CDM-model. Sommige suggereren bijvoorbeeld een nieuwe rol voor donkere energie of donkere materie in het universum. ‘Dit model is een originele en interessante nieuwe optie, maar heeft nog wel een aantal beperkingen’, zegt Prokopec.
Observaties
Het universum draait zeer langzaam in het nieuwe model – ongeveer een rondje per 500 miljard jaar, waardoor de rotatie volgens de onderzoekers niet in waarnemingen te zien zou moeten zijn. Maar de rotatiesnelheid wordt in hun model steeds groter hoe verder je terug in de tijd gaat; kort na de oerknal zou het universum in ‘slechts’ ongeveer 3 miljoen jaar een rotatie voltooien.
Prokopec zegt dat deze snelle rotatie in het verre verleden mogelijk wel tekenen heeft achtergelaten. ‘In het verre verleden, heel ver terug in de tijd, worden de effecten van de rotatie steeds groter en groter. Ik zou denken dat er hiervan tenminste iets te zien zou zijn in de observaties’, zegt hij.
De onderzoekers moeten nog testen of het model overeenkomt met alle huidige kennis en observaties van het universum. ‘Observatietechnieken zijn tegenwoordig zo ver ontwikkeld dat een model een groot aantal beproevingen moet doorstaan voordat het een geloofwaardig model is’, zegt Prokopec. ‘In dit artikel doen ze nog geen volledige vergelijking van het model met de beschikbare meetgegevens.’
Om een model goed te kunnen vergelijken met meetgegevens moet dit het gehele universum beschrijven. Dit nieuwe model staat nog in de kinderschoenen en is beperkt tot een lokaal stukje universum om ons heen. Om hun model voldoende te testen, moeten de onderzoekers het dus eerst uitbreiden.