Nieuw onderzoek met de Atacama Cosmology Telescope (ACT) in het noorden van Chili heeft de duidelijkste beelden tot nu toe opgeleverd van de ‘kindertijd’ van ons heelal. Door licht te meten dat er meer dan 13 miljard jaar over heeft gedaan om ons te bereiken, tonen de beelden het heelal toen het nog maar ongeveer 380.000 jaar oud was. Dit zwakke schijnsel wordt de kosmische achtergrondstraling genoemd.
De nieuwe beelden van het vroege heelal, die zowel de intensiteit als de polarisatie van het vroegste licht tonen, geven een impressie van de tijd dat wolken van waterstof en helium zich tot de eerste sterren en sterrenstelsels ontwikkelden.
De metingen hebben het standaardmodel van de kosmologie grondig op de proef gesteld, maar dat geeft geen krimp. Volgens de onderzoeker sluiten ze de meeste alternatieve theorieën uit. Het standaardmodel stelt onder meer dat het heelal 13,8 miljard jaar geleden is ontstaan, op dit moment wordt gedomineerd door donkere energie en uitdijt met een snelheid die de Hubble-constante wordt genoemd.
Bij het analyseren van hun data hebben de wetenschappers specifiek gezocht naar mogelijke kosmische ingrediënten naast de al bekende normale materie, donkere materie, straling en donkere energie. Als ze bewijs hadden gevonden dat het heelal nog andere ingrediënten bevat, zou dat gevolgen hebben gehad voor de berekening van de Hubble-constante – de snelheid waarmee het heelal nu uitdijt.
Die snelheid is als jaren een punt van discussie, omdat metingen van de kosmische achtergrondstraling steevast een uitdijingssnelheid van 67 à 68 kilometer per seconde per megaparsec laten zien, terwijl metingen aan de hand van de bewegingen van nabije sterrenstelsels uitkomen op 73 à 74 kilometer per seconde per megaparsec.
Met behulp van hun onlangs vrijgegeven gegevens heeft het ACT-team de lagere waarde voor de Hubble-constante bevestigd met een grotere precisie dan ooit tevoren. Een belangrijk doel van het onderzoek was om alternatieve modellen voor het heelal te verkennen die het verschil tussen de metingen zouden kunnen verklaren.
‘We hebben de kosmische achtergrondstraling gebruikt als detector voor nieuwe deeltjes of velden in het vroege heelal,’ aldus kosmoloog Colin Hill van Columbia University (VS). ‘Maar de ACT-gegevens bevatten geen aanwijzingen voor zulke nieuwe signalen. Met onze nieuwe resultaten heeft het standaardmodel van de kosmologie een buitengewoon nauwkeurige test doorstaan.’
De nieuwe metingen met de ACT hebben de bestaande schattingen van de leeftijd van het heelal verder verfijnd. Ze bevestigen dat het heelal 13,8 miljard jaar oud is, met een onzekerheid van slechts 0,1%. (EE)
New High-Definition Pictures of the Baby Universe