Donkere energie, een kracht die wetenschappers knettergek maakt

26/02/14 om 16:01 - Bijgewerkt om 16:01

Twee derde van de kosmos bestaat uit zogenaamde 'donkere energie'. Maar wetenschappers zitten zelf in het duister over wat die duistere energie nu precies is. De theorieën zijn gecompliceerd, soms creatief en af en toe gewoon krankzinnig.

Donkere energie, een kracht die wetenschappers knettergek maakt

Als de versnelde uitdijing van de kosmos zich voortzet, zullen de sterrenstelsels die we vandaag observeren zodanig uit elkaar groeien dat ze in de verre toekomst onzichtbaar voor elkaar zullen worden. © Reuters

Albert Einstein had voor zijn zwaartekrachtsvergelijking een kosmologische constante nodig omdat hij uitging van een statisch heelal. Zonder die tegengestelde anti-zwaartekracht zou het heelal volgens zijn theorie immersdoor de zwaartekracht instorten. Na de ontdekking van de uitdijing van het heelal door astronoom Hubble trok Einstein het idee van deze anti-zwaartekracht in en noemde het idee 'zijn grootste blunder'.

In 1998 ontdekten astronomen dat het universum niet alleen uitdijt, maar ook nog eens versneld uitdijt. Ze deden dat aan de hand van de observatie van ontploffingen van supernovae in ver verwijderde sterrenstelsels. De wetenschappers berekenden de versnellingsgraad van het universum en kregen daarvoor in 2011 de Nobelprijs voor de Fysica. Op basis van dezelfde gegevens van supernova-ontploffingen bleek bovendien dat de versnelde uitdijing niet veranderd is doorheen de tijd en dat het aan de zelfde versnelling gebeurt in alle delen van de kosmos.

Een van de grootste mysteries in de moderne kosmologie

De oorzaak van dit alles: 'donkere energie', een onbekende kracht die zich gedraagt als een kosmologische constante en werkt als een negatieve zwaartekracht. De kosmologische constante van Einstein bleek dan toch niet zo'n grote blunder te zijn geweest.

Kosmologische constante? Donkere energie? Hoe je het ook noemt. Het fenomeen geldt als een van de grootste mysteries in de moderne kosmologie. Niet alleen figuurlijk, maar ook letterlijk. Astronomen hebben namelijk berekend dat de kosmos uit maar liefst meer dan twee derde uit donkere energie bestaat.

Donkere energie gedraagt zich verschillend van zowel gewone materie als 'donkere materie', een materie die zowaar nog een groter mysterie is maar ondanks de gelijkaardige benaming niets met donkere energie lijkt te maken te hebben. Hoe meer het universum uitdijt, hoe meer donkere energie er lijkt te zijn en hoe meer donkere energie er is, hoe meer het de uitdijing beïnvloedt. Dit suggereert dat donkere energie niet gevormd wordt door eender welk bestaand deeltje. Haar invloed stijgt naarmate het universum ouder wordt terwijl het effect van gewone materie verdwijnt.

Op naar een tijdperk van duisternis

Als deze trend zich doorzet, zullen de sterrenstelsels die we vandaag observeren zodanig uit elkaar groeien dat ze in de verre toekomst onzichtbaar voor elkaar zullen worden, wat meteen ook het einde zou betekenen voor de hedendaagse astronomie en het begin van een tijdperk van duisternis.

Omdat donkere energie niet makkelijk in te passen is in de bestaande fysicatheorieën, laten wetenschappers dan ook naar believen hun creativiteit de vrije loop. De resultaten van die creativiteit gaan van potentieel interessante theorieën tot de meest waanzinnige bedenksels.

Sommige snaartheoretici stellen dat ons zichtbaar universum het resultaat is van een reeks parallelle universums, elk met een verschillende hoeveelheid donkere energie. Andere fysici beweren dat onze kosmos interageert met een parallel universum en dat de kracht tussen de twee de versnelde kosmische uitdijing stuurt.

De populairste theorie is evenwel dat donkere energie vacuümenergie is, die energie in een lege ruimte beschrijft. Deze these dook al op in de jaren 70 en 80, lang voor de exponentiële uitdijing werd ontdekt. Fysici erkenden dat dezelfde kwantumprocessen die de eigenschappen van elektronen en andere deeltjes bepalen ook energie geven aan een lege ruimte. In dit geval zou de energie dienen voor de exponentiële uitdijing van de kosmos. Maar die these past dan weer niet in de bestaande theorie van de kwantummechanica.

Donkere energie blijft dus nog even een mysterie voor de wetenschap.

Lees meer over:

Onze partners