Universiteit Leiden Universiteit Leiden

Nederlands English

Nieuw stroomschema sluit heelalmodellen uit

Kosmologen hebben vele mogelijke modellen voor het heelal, waarvan er slechts één kan kloppen. Een nieuw stroomdiagram kan er een aantal uitsluiten wanneer twee specifieke eigenschappen van het universum nauwkeurig zijn gemeten. Publicatie in Physical Review D op 7 November.

Kosmologen proberen te begrijpen hoe het volledige universum ontstond en evolueert. Kort gezegd is kosmologie de wetenschap van alles, behalve dat kleine blauwe stipje dat rondzweeft in de onmetelijke ruimte. Door hun telescopen te richten op verre sterrenstelsels en de nagloed van de oerknal, kijken kosmologen terug in de tijd en vinden ze stukjes van de puzzel. Ze stoppen deze stukjes als parameters in de vele mogelijke modellen die ze hebben bedacht voor ons heelal. Hoe meer parameters nauwkeurig zijn bepaald, des te meer modellen ze mogen uitsluiten.

Verstoringen

Onlangs hebben astrofysici vele observaties gedaan om twee specifieke parameters te meten, genaamd μ en Σ. Deze staan respectievelijk voor hoe snel sterrenstelsels zijn gevormd uit de onregelmatigheden in het heelal vlak na de oerknal en voor hoeveel ver sterrenlicht wordt afgebogen door hemellichamen. Recentelijk gemeten waardes van μ en Σ laten in het algemeen een lichte discrepantie zien met het leidende kosmologische model genaamd ΛCDM. Meer en betere observaties zullen inzoomen op een preciezere waarde van beide parameters. Het wordt echt interessant wanneer de geobserveerde μ en Σ inderdaad anders zijn dan de waardes die we verwachten vanuit het ΛCDM-model. Maar wat dan?

Stroomschema

Leids fysicus Alessandra Silvestri en Levon Pogosian van de Simon Fraser University publiceren een artikel op in Physical Review D met een overzicht van alle modellen die we kunnen uitsluiten in het geval van elke waarde die wordt gemeten. In een stroomschema beantwoorden ze vragen met ‘ja’ of ‘nee’, die vervolgens tot een conclusie leiden. Als μ bijvoorbeeld groter is dan één en Σ is kleiner, dan is een grotere verzameling van modellen automatisch uitgesloten; de zogenoemde Horndeksi klasse. Met hun publicatie geven de onderzoekers meer significantie aan toekomstige kosmologische observaties, omdat het concrete betekenis stopt in de meting van anders abstracte waardes.

Publicatie

Levon Pogosian and Alessandra Silvestri, ‘What can cosmology tell us about gravity? Constraining Horndeski gravity with Σ and μ’, Physical Review D