Een deel van het Deep Field beeld van de Hubble-telescoop van het universum met talloze sterrenstelsels. Robert Williams/The Hubble Deep Field Team (STScI)/NASA

Universum is misschien wel 2 miljard jaar jonger

Uit een nieuwe studie blijkt dat het universum een paar miljard jaar jonger kan zijn dan wetenschappers nu schatten. Het zou zelfs jonger kunnen zijn dan blijkt uit twee andere berekeningen, die eerder dit jaar al enkele honderden miljoenen jaren van de ouderdom hadden gehaald. De grote schommelingen bij de schattingen - ook deze studie kan er ver naast zitten - weerspiegelen verschillende benaderingen van het netelige probleem. 

"Er is een grote onzekerheid over hoe de sterren bewegen in sterrenstelsels", zei kosmologe Inh Jee van het Max-Plank-Institut für Astrophysik, de belangrijkste auteur van de nieuwe studie aan het persbureau AP. 

Wetenschappers weten al tientallen jaren dat het heelal uitdijt, en er zijn ook schattingen voor de snelheid waarmee dat gebeurt. Maar de laatste jaren hebben nieuwe studies die berekeningen in vraag gesteld. 

De snelheid waarmee het heelal uitdijt wordt de constante van Hubble-Lemaître genoemd, en die is een van de belangrijkste getallen in de kosmologie. 

Wetenschappers schatten immers de ouderdom van het universum door gebruik te maken van de bewegingen van sterren om te meten hoe snel het universum uitdijt. En een hogere hubble-lemaître-constante betekent dat het universum sneller beweegt en dus jonger is. Want als het universum sneller uitdijt, wil dat zeggen dat het zijn huidige grootte sneller bereikt heeft, en dus jonger moet zijn dan bij een lagere constante. 

Algemeen wordt nu aanvaard dat het universum 13,7 miljard jaar oud is, en dat is gebaseerd op een hubble-lemaître-constante van 70 kilometer per seconde per megaparsec -  3,26 miljoen lichtjaar. 

Een voorstelling van de evolutie van het heelal vanaf de big bang (links), met de versnelde uitdijing nu (rechts). NASA/WMAP Science Team

Een grote foutenmarge

Jee en haar team maakten gebruik van een fenomeen dat een zwaartekrachtlens genoemd wordt, waarbij de zwaartekracht van een object licht afbuigt en maakt dat verafgelegen objecten dichterbij lijken te staan. 

Ze gebruikten een speciale vorm van dat effect die een tijdsvertragings lens genoemd wordt en waarbij ze de veranderende helderheid van verafgelegen objecten konden gebruiken om informatie voor hun berekeningen te bekomen. 

Het team kwam met die methode aan een constante van Hubble-Lemaître van 82,4 (km/s)/Mpc, wat een ouderdom voor het universum zou geven van zo'n 11,4 miljard jaar. 

De benadering van Jee is slechts een van een aantal nieuwe onderzoeken die de laatste jaren geleid hebben tot verschillende waarden voor de constante, en die een debat onder kosmologen uit de jaren 90 dat op het eerste gezicht een oplossing had gekregen, opnieuw geopend hebben. 

In 2013 keek een team van Europese wetenschappers naar de straling die achtergebleven was van de big bang, de kosmische achtergrondstraling, en kwam tot een lagere expansiesnelheid van 67 (km/s)/Mpc. Eerder dit jaar gebruikte astrofysicus en Nobelprijswinnaar Adam Riess de Hubble ruimtetelescoop om te komen tot een hubble-lemaître-constante van 74, en begin dit jaar kwam een team onder leiding van UCLA-wetenschappers, op basis van quasars en zwaartekrachtlenzen, uit op 72,5 (km/s)/Mpc. 

Zowel Jee als experten die niet meegewerkt hebben aan de nieuwe studie plaatsen wel stevige kanttekeningen bij de nieuwe waarde van 82,4. Jee gebruikte maar twee zwaartekrachtlenzen, de enige die ze tot haar beschikking had, en dus is de foutenmarge zo groot dat het universum mogelijk niet veel jonger of nog veel jonger zou kunnen zijn. 

De foutenmarge bedraagt 10 procent, en dus kan de waarde ook 74 bedragen, en daarmee in lijn vallen met die van het team van Riess, of zelfs 90, en dan zou het universum nog veel jonger zijn. 

Ries zei dan ook in een e-mail aan het Franse persbureau AFP dat de resultaten van de nieuwe studie niet precies genoeg zijn om te helpen aan een oplossing van het debat. "Ik denk niet dat het veel bijdraagt aan de huidige stand van zaken. Maar het is leuk om te zien dat mensen naar alternatieve methoden zoeken, dus respect daarvoor", zo schreef hij in de mail. 

Harvard-astronoom Avi Loeb, die evenmin deel uitmaakte van het team van Jee, zei dat het een interessante en unieke manier was om de expansiesnelheid van het heelal te berekenen, maar dat de grote foutenmarge de doeltreffendheid ervan beperkte tot er meer informatie kan gevonden worden.

"Het is moeilijk om zeker te zijn van je conclusies als je een meetlat gebruikt die je niet volledig begrijpt", zo zei hij in een e-mail aan het persbureau AP. 

En ook Jee is zich bewust van het probleem. Aan AFP zei ze dat de grote foutenmarge van de studie maakt dat die niet kan helpen aan het verfijnen van de hubble-lemaître-constante, maar dat de methode een bijdrage levert aan het debat over de vraag of de kosmologische theorie kampt met fundamentele problemen.  

De studie van Jee en haar team is gepubliceerd in Science. Science heeft ook nog een beschouwende tekst over de controverse rond de constante van Hubble-Lemaître.

Bronnen: Associated Press (AP) en Agence France-Presse (AFP).