Donkere energie bestaat niet?
Sterrenkunde blijft mij fascineren sinds mijn negende levensjaar. Alleen heb ik wel een dip in die fascinatie gehad in de jaren 1996 en 1997. Dat was het moment dat donkere energie gezien werd als een nieuwe ontdekking in het heelal. Ik begreep toen dat de kennis t.a.v. de wordingsgeschiedenis van het universum geheel van het padje af was. Het heelal is dan wel voor 99% leeg, maar die 1% die overblijft bestaat grotendeels uit donkere materie en donkere energie. In 2011 werd de nobel zelfs uitgereikt aan de ontdekkers van de donkere energie.
Hoe werkt wetenschap?
In werkelijkheid heeft de wetenschap geen idee welke natuurkunde er achter de donkere materie en de donkere energie steekt. Het zijn waarnemingen zonder een theoretische basis. Op zich is dat prima, want dat is nu juist wetenschap:
Je ontdekt wat in het heelal met je telescoop, en dat stimuleert dat de theorie aangepast moet worden.
Of je hebt een nieuwe theorie die stimuleert en uitnodigt dat je dit in de praktijk ook moet kunnen waarnemen. Het mooiste voorbeeld daarvan was de theorie van Einstein, die voor het heelal van onschatbare waarde bleek om waarnemingen een theoretische basis te geven.
Echter eind 2024 kwam er nieuws dat donkere energie als waarneming niet bestaat. Dit brengt tegelijk twijfel of de © Nobel Price Foundation, die deze prijs in 2011 uitreikte, te vroeg is geweest met het trekken van conclusies.
De wet van Boyle om ons heen
Als je het volume (V) waarin zich een gas bevindt kleiner maakt, dan neemt de gasdruk (p) in dit kleinere volume toe. Dat heet ook wel de wet van Boyle (p x V = constant). Belangrijk daarbij is dat er geen gas in dat volume (V) bij komt of kan ontsnappen. Wetenschappers zeggen ook wel dat het een gesloten systeem moet zijn. De fietspomp is een mooi praktisch voorbeeld van de wet van Boyle. Dat betekent wel dat je steeds meer moeite moet doen om het volume nog kleiner te maken totdat dit praktisch gezien niet meer gaat.
De wet van Boyle in het heelal
In het heelal geldt ook overal de wet van Boyle, zolang het volume maar niet extreem groot wordt, en dat is nu net waar het heelal goed in is. Bij de uitdijing van het heelal als geheel wordt het volume (V) van het heelal steeds groter, terwijl de inhoud van dat heelal niet verandert. Het heelal zelf is een gesloten systeem. Er komen geen sterrenstelsels bij van buiten dit heelal, maar er gaan ook geen sterrenstelsels weg uit dit heelal naar buiten dit heelal.
Nu blijkt dat de druk toeneemt als het volume van het heelal extreem toeneemt. Kortom de druk (p) van het heelal neemt toe als het volume (V) ook toeneemt. Dat is net andersom dan wat de wet van Boyle aangeeft. De donkere energie is daarmee een soort negatieve druk waarbij het heelal versneld uitdijt. Het remt niet af als gevolg van de massa en dus zwaartekracht in dit heelal. Tot de dag van vandaag kent de wetenschap geen wetenschappelijke basis om dit uit te leggen.
Het standaard kosmologische model
Het huidige kosmologische model heet voor de wetenschappers het Lambda-Cold Dark Matter (ΛCDM) model. Daarin is de donkere energie nodig om de waarnemingen uit te kunnen leggen.
De Nobelprijswinnaars hebben aangetoond dat het heelal sneller uitdijt als het volume groter is. Is het heelal b.v. na verloop van tijd 10% groter, dan dijt het ook 10% sneller uit. Deze evenredigheid wordt ook wel de kosmologische constante (Λ = Lambda) genoemd. Dat deze constante (Λ) bestaat wordt nu betwist.
In het ΛCDM model wordt verondersteld dat het kosmologische principe juist is. In het kosmologische principe gaan wetenschappers ervan uit dat het heelal gemiddeld gezien overal evenveel gaten en massaklonteringen kent, zolang het volume maar groot genoeg is. Dat blijkt niet zo te zijn. Het heelal is een grootschalige gatenkaas. Het zit vol met enorm grote leegtes, en elders juist weer met enorm grote gebieden waar juist veel massa is. Hierdoor is er geen gemiddelde aantrekkingskracht in het heelal te definiëren. Die gatenkaas trekt onderling tussen die gebieden. Als het leeg is, is er ook geen zwaartekracht. Hier wat voorbeelden waar het kosmologische principe niet juist blijkt:
In 2003 is de grote muur ontdekt. Deze ligt 1 miljard lichtjaar links van de Aarde en er is er ook eentje 1 miljard lichtjaar rechts van de Aarde.
In 2013 is er een grote groep van Quasars ontdekt in een gebied met een diameter van 4 miljard lichtjaar.
In 2024 is in de buurt van de punt van de steel van de steelpan (in sterrenbeeld Grote Beer) een ring van sterrenstelsels waargenomen met een diameter van 1 miljard lichtjaar.
Het Timescape model
Het Timescape model gaat niet uit van het kosmologische principe. Als je weet hoe je eigen stad eruitziet, dan weet je niet hoe de andere steden op de Aarde eruit zien. Dat is een foute veronderstelling. Er bestaat geen kosmologisch principe. Het maakt wel gebruik van de relativiteitsleer van Einstein:
In gebieden waar de gaten zijn in het heelal gaat de tijd sneller dan in de massarijke gebieden. Daar vertraagt de tijd t.o.v. ons.
Volgens het Timescape model wonen we in een gewoon uitdijend heelal waarin de donkere energie niet thuishoort. De donkere energie wordt uitgelegd met de kosmologisch grote leegtes of juist de kosmologische grote massagebieden, maar ook in de complexe onderlinge aantrekkingskrachten die er zijn in die gatenkaas.
Wat zeggen de waarnemingen?
De donkere energie is ontdekt m.b.v. het waarnemen van supernova’s. Dit zijn exploderende sterren die tijdelijk 100 miljard keer helderder worden, maar tegelijk altijd even helder worden. Deze catalogus van supernovawaarnemingen is nu gebruikt voor het ΛCDM model en ook voor het Timescape model. Daar de donkere energie alleen nodig is voor het heelal dat bij ons ‘in de buurt’ is, zijn alleen deze supernova’s gebruikt. Daaruit blijkt een lichte voorkeur voor het Timescape model in dit ‘lage roodverschuivings-regiem’. Het geeft een betere ‘fit’ met de waarnemingen dan het ΛCDM model.
Weet dat de formules die ten grondslag liggen aan het Timescape model moeilijker te begrijpen zijn dan die van het ΛCDM model. Je moet namelijk rekening houden met de gatenkaas die het heelal in werkelijkheid is. Dat maakt het Timescape model minder toegankelijk voor de wetenschappers en de gewone mens. Het laatste woord is hier dus nog niet over gezegd.
