Blijkbaar is er iets in de ruimte dat we nog totaal niet begrijpen, want ‘het heelal is niet klonterig genoeg’

Wankelt het menselijk begrip van de evolutie van het gehele heelal? Misschien wel, zo blijkt uit een gedetailleerde analyse die kosmologen maakten van de verdeling van alle materie in de ruimte. Ze publiceerden hun resultaten in drie artikelen in het vakblad Physical Review D.

In die analyse knoopten ze de gegevens aan elkaar van twee grootschalige meetsessies (surveys in astronomenjargon) die al eerder werden afgerond: de Dark Energy Survey en de SPT-SZ-survey, die is uitgevoerd door een grote telescoop op de zuidpool.

Die tweede reeks bevat gegevens over de manier waarop de beelden van sterrenstelsels zijn vervormd tegen de tijd dat ze op aarde zichtbaar zijn, doordat de in de ruimte aanwezige materie het licht van die sterrenstelsels kneedt en buigt. Het resultaat: alsof je de stelsels bekijkt in een lachspiegel. De eerste reeks bevat informatie over hoe iets soortgelijks gebeurt met de kosmische achtergrondstraling, de nagloed van de oerknal.

Uit al die gegevens kunnen astronomen afleiden hoe alle materie door het heelal verspreid zit. Het gaat daarbij niet alleen om gewone materie, waaruit alles bestaat dat we kunnen zien: sterren, planeten, kometen, dieren en mensen. Maar vooral ook om de nog veel talrijker aanwezige en onzichtbare ‘donkere materie’, die je alleen indirect kunt meten door de invloed van haar zwaartekracht.

Fouten gecorrigeerd

“Dit is een flinke stap voorwaarts”, oordeelt kosmoloog Rien van de Weijgaert van de Rijksuniversiteit Groningen, zelf niet bij het onderzoek betrokken. Hij roemt onder meer het feit dat met het aan elkaar knopen van de meetgegevens een aantal systematische fouten – afwijkingen veroorzaakt door de gebruikte instrumenten bijvoorbeeld – zijn gecorrigeerd. “Daardoor is dit de meest accurate kaart van de materieverdeling in het heelal tot nog toe”, zegt hij.

De belangrijkste conclusie is dat de structuur van het heelal eigenlijk te ‘glad’ is . Kort na de oerknal doken hele kleine verschillen van dichtheid op in het zeer jonge heelal. “Die kleine verschillen zijn in de afgelopen 13,8 miljard jaar, de huidige leeftijd van het heelal, dankzij de zwaartekracht uitgegroeid tot de materieverdeling zoals je die nu meet”, zegt Van de Weijgaert.

Maar die verdeling is dus niet zo klonterig als je zou verwachten op basis van de bestaande theorieën. Alsof je beslag mengt dat je met minder kracht dan verwacht glad hebt gekregen. “Er is duidelijk iets niet in orde”, zegt hij. Mogelijk kloppen de modellen die kosmologen gebruiken voor de evolutie van het heelal niet. Ook kan het zijn dat fysici de zwaartekracht bij nader inzien niet zo goed snappen.

Maar Van de Weijgaert denkt niet dat we bestaande theorieën zo drastisch overboord hoeven te gooien. “Dit is natuurlijk maar de mening van één kosmoloog, maar ik vermoed dat we slechts de structuur in het lokale heelal wat minder goed doorgrond en begrepen hebben dan we denken.”