Donkere energie is een raadselachtig verschijnsel dat ingaat tegen de zwaartekracht en verantwoordelijk is voor de versnelling van de uitdijing van het heelal. Hoewel donkere energie tot driekwart van de massa-energie van de kosmos uitmaakt, is de onderliggende aard ervan natuurkundigen al tientallen jaren een raadsel. Donkere energie heeft geen echte connecties met donkere materie, behalve dat ze het woord donker delen, wat alleen maar betekent dat wetenschappers niet echt weten wat deze dingen zijn.
In 2023 zeiden wetenschappers dat zij bewijs hadden ontdekt dat donkere energie zou kunnen worden verklaard door een soort energie die in zwarte gaten is opgeslagen. Als het waar is, zou de bevinding betekenen dat onze huidige modellen van het heelal geen nieuwe krachten of velden naast Einsteins conceptie van zwaartekracht nodig hebben om donkere energie te verklaren. Vervolgbevindingen zouden de bevindingen echter moeten bevestigen voordat ze door natuurkundigen algemeen kunnen worden aanvaard als verklaring voor donkere energie.
Wie heeft donkere energie ontdekt?
Het besef dat het heelal uitdijt is terug te voeren op de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble, die in 1929 opmerkte dat hoe verder een sterrenstelsel van de aarde verwijderd is, hoe sneller het zich van ons verwijdert, aldus de website van de Hubble Space Telescope. Dit betekent niet dat onze planeet het centrum van het heelal is, maar eerder dat alles in de ruimte zich met een constante snelheid van alles verwijdert;
Bijna 60 jaar na de openbaring van Hubble deden wetenschappers een andere opzienbarende ontdekking. Onderzoekers hebben lang geprobeerd om kosmische afstanden nauwkeurig te meten door naar het licht van verre sterren te kijken. Eind jaren negentig ontdekten twee onafhankelijke teams na onderzoek van verre supernova's dat het licht van de sterexplosies zwakker is dan verwacht. Dit wijst erop dat het heelal niet alleen uitdijt, maar ook versnelt in zijn expansie;
Die bevinding heeft natuurkundigen sindsdien op het verkeerde been gezet en leverde de ontdekkers ervan in 2011 de Nobelprijs voor natuurkunde op;
Wat doet donkere energie?
Hoewel onderzoekers donkere energie niet helemaal begrijpen, hebben zij hun kennis van het verschijnsel gebruikt om modellen van het heelal te construeren die alles verklaren, van de oerknal tot de hedendaagse grootschalige structuur van sterrenstelsels. Sommige van deze modellen voorspellen dat donkere energie over miljarden jaren alles wat er bestaat zal verscheuren.
De toonaangevende verklaringen van donkere energie suggereren dat het een soort opgekropte energie is die inherent is aan het weefsel van de ruimte-tijd. "Dit eenvoudige model werkt heel goed in de praktijk, en het is een eenvoudige toevoeging aan het kosmologische model zonder dat de wet van de zwaartekracht moet worden gewijzigd," vertelde Baojiu Li, een wiskundig natuurkundige aan de Durham University in het Verenigd Koninkrijk, eerder aan Live Science. Maar het idee komt met één groot probleem: Natuurkundigen voorspellen dat de waarde van de energie van het vacuüm 120 orden van grootte hoger moet zijn dan wat kosmologen in metingen waarnemen, zei Li.
In februari 2023 gebruikten wetenschappers metingen van oude en slapende zwarte gaten om aan te tonen dat deze kosmische kolossen sneller groeien dan voorspeld. De bevindingen suggereren dat zwarte gaten een soort vacuümenergie bevatten die inherent is aan het weefsel van de ruimtetijd en die de uitdijing van het heelal kan verklaren, dit alles binnen het kader van Einsteins relativiteitstheorie. Als de bevindingen kloppen, zou dat betekenen dat er geen nieuwe fysica nodig is om donkere energie te verklaren. Zij publiceerden hun bevindingen in twee artikelen in The Astrophysical Journal en The Astrophysical Journal Letters.
Een alternatief idee stelt dat donkere energie een extra fundamentele kracht is, naast de vier reeds bekende (zwaartekracht, elektromagnetisme en de sterke en zwakke kernkrachten). Maar dit vermoeden verklaart niet waarom mensen deze extra kracht niet opmerken in ons dagelijks leven. Dus hebben theoretici ook creatieve modellen gebouwd die suggereren dat deze mysterieuze kracht op de een of andere manier verborgen is.
De gemeten waarde van donkere energie is momenteel het onderwerp van een intens debat tussen rivaliserende facties in de natuurkunde. Sommige onderzoekers hebben de kracht van donkere energie gemeten aan de hand van de kosmische microgolfachtergrond, een zwakke echo van de oerknal, en hebben één schatting gemaakt.
Maar andere astronomen, die de kracht van donkere energie meten aan de hand van het licht van verre kosmische objecten, komen tot een andere waarde, en niemand heeft de discrepantie nog kunnen verklaren. Sommige deskundigen hebben geopperd dat de kracht van donkere energie varieert in de tijd, hoewel voorstanders van dat idee nog geen meerderheid van hun collega's van deze verklaring hebben kunnen overtuigen.
Extra middelen:
- Lees meer over donkere energie van Swinburne University in Australië.
- Hier is de definitie van donkere energie en donkere materie, van NASA Science.
- Bekijk 'Big Mysteries: Dark Energy' van Fermilab.
