Donkere energie is een raadselachtig verschijnsel dat de zwaartekracht tegenwerkt en verantwoordelijk is voor de versnelde uitdijing van het heelal. Hoewel donkere energie driekwart van de massa-energie van de kosmos uitmaakt, blijft de onderliggende aard ervan natuurkundigen ontgaan. Donkere energie heeft geen echte connecties met donkere materie, buiten het delen van het woord donker, wat gewoon betekent dat wetenschappers niet echt weten wat deze dingen zijn.
Wie heeft donkere energie ontdekt?
Het besef dat het heelal uitdijt, kan worden teruggevoerd op de Amerikaanse astronoom Edwin Hubble, die in 1929 opmerkte dat hoe verder een sterrenstelsel van de aarde is, hoe sneller het zich van ons verwijdert, aldus de website van de Hubble Space Telescope. Dit betekent niet dat onze planeet het middelpunt van het heelal is, maar wel dat alles in de ruimte zich in een constant tempo van al het andere verwijdert.
Nauwelijks 60 jaar na Hubble’s onthulling deden wetenschappers een andere opzienbarende ontdekking. Onderzoekers probeerden al lang kosmische afstanden nauwkeurig te meten door naar het licht van verre sterren te kijken. Eind jaren negentig ontdekten twee onafhankelijke teams na onderzoek van verre supernova’s dat het licht van deze sterexplosies zwakker is dan verwacht. Dit wijst erop dat het heelal niet alleen aan het uitdijen is, maar ook aan het versnellen is in zijn uitdijing.
Die bevinding heeft natuurkundigen sindsdien op hun achterhoofd doen krabben en heeft de ontdekkers in 2011 ook de Nobelprijs voor natuurkunde opgeleverd.
Wat doet donkere energie?
Hoewel onderzoekers donkere energie niet helemaal begrijpen, hebben ze hun kennis van het fenomeen gebruikt om modellen van het heelal te construeren die alles verklaren, van de oerknal tot de hedendaagse grootschalige structuur van melkwegstelsels. Sommige van deze modellen voorspellen dat donkere energie over miljarden jaren alles wat bestaat uit elkaar zal scheuren.
De belangrijkste verklaring van donkere energie suggereert dat het een soort opgehoopte energie is die inherent is aan het weefsel van de ruimtetijd. “Dit eenvoudige model werkt praktisch heel goed, en het is een ongecompliceerde toevoeging aan het kosmologische model zonder dat de zwaartekrachtswet hoeft te worden aangepast,” vertelde Baojiu Li, een wiskundig fysicus aan de Durham University in het Verenigd Koninkrijk, eerder aan Live Science. Maar het idee komt met een groot probleem: Natuurkundigen voorspellen dat de waarde van de energie van het vacuüm 120 orden van grootte hoger moet zijn dan wat kosmologen waarnemen in metingen, zei Li.
Een alternatief idee stelt dat donkere energie een extra fundamentele kracht is, die zich bij de vier reeds bekende krachten voegt (zwaartekracht, elektromagnetisme, en de sterke en zwakke kernkrachten). Maar deze veronderstelling verklaart niet waarom mensen deze extra kracht niet opmerken in ons dagelijks leven. Daarom hebben theoretici ook creatieve modellen gebouwd die suggereren dat deze mysterieuze kracht op de een of andere manier verborgen is.
De gemeten waarde van donkere energie is momenteel het onderwerp van een intens debat tussen rivaliserende facties in de natuurkunde. Sommige onderzoekers hebben de kracht van donkere energie gemeten met behulp van de kosmische microgolf-achtergrond, een zwakke echo van de oerknal, en hebben één schatting geproduceerd.
Maar andere astronomen, die de kracht van donkere energie meten met behulp van het licht van verre kosmische objecten, hebben een andere waarde geproduceerd, en niemand is tot nu toe in staat geweest om de discrepantie te verklaren. Sommige deskundigen hebben gesuggereerd dat de kracht van donkere energie varieert in de tijd, maar voorstanders van dat idee hebben nog geen meerderheid van hun collega’s kunnen overtuigen van deze verklaring.