Naast DESI zullen de komende jaren een aantal nieuwe instrumenten online komen, waaronder het 8,4 meter lange Vera Rubin Observatorium in Chili, de Nancy Grace Rome Space Telescope van NASA en de Euclid-missie van het European Space Agency.
“Onze gegevens in de kosmologie hebben de afgelopen 25 jaar enorme sprongen gemaakt, en staan op het punt nog grotere sprongen te maken”, zei Frieman.
Terwijl ze nieuwe waarnemingen verzamelen, kunnen onderzoekers blijven ontdekken dat donkere energie net zo constant lijkt als gedurende een generatie. Of, als de trend zich voortzet in de richting die de resultaten van DESI suggereren, zou dit alles kunnen veranderen.
Nieuwe natuurkunde
Als donkere energie verzwakt, kan het geen kosmologische constante zijn. In plaats daarvan kan het hetzelfde soort veld zijn waarvan veel kosmologen denken dat het het moment van exponentiële expansie veroorzaakte tijdens de geboorte van het universum. Dit type ‘scalair veld’ zou de ruimte kunnen vullen met een hoeveelheid energie die aanvankelijk constant lijkt – zoals de kosmologische constante – maar in de loop van de tijd begint af te nemen.
‘Het idee dat donkere energie varieert is heel natuurlijk’, zegt Paul Steinhardt, kosmoloog aan de Princeton Universiteit. Anders, zo vervolgde hij, ‘zou het de enige vorm van energie zijn die we kennen en die absoluut constant is in ruimte en tijd.’
Maar die variabiliteit zou leiden tot een diepgaande paradigmaverschuiving: we zouden niet in een vacuüm leven, dat wordt gedefinieerd als de toestand van de laagste energie in het universum. In plaats daarvan zouden we in een energieke staat verkeren die langzaam naar een echt vacuüm afglijdt. ‘We zijn eraan gewend te denken dat we in een vacuüm leven,’ zei Steinhardt, ‘maar niemand heeft je dat beloofd.’
Het lot van de kosmos zou afhangen van hoe snel het getal dat voorheen bekend stond als de kosmologische constante afneemt en hoe ver het kan gaan. Als het nul zou bereiken, zou de kosmische versnelling stoppen. Als het ver genoeg onder nul daalt, zou de uitdijing van de ruimte veranderen in een langzame inkrimping – het soort omkering dat nodig is voor cyclische kosmologische theorieën, zoals die ontwikkeld door Steinhardt.
Snaartheoretici delen een soortgelijk standpunt. Met hun voorstel dat alles neerkomt op de trilling van snaren, kunnen ze universums weven met verschillende aantallen dimensies en allerlei exotische deeltjes en krachten. Maar ze kunnen niet gemakkelijk een universum construeren dat permanent een stabiele positieve energie handhaaft, zoals ons universum leek te zijn. In plaats daarvan moet de energie in de snaartheorie óf gedurende miljarden jaren zachtjes afnemen óf met geweld naar nul of een negatieve waarde dalen. “In wezen geloven alle snaartheoretici dat het het een of het ander is. We weten niet welke”, zegt Cumrun Vafa van Harvard University.
Observationeel bewijs voor een geleidelijke afname van donkere energie zou een zegen zijn voor het milde afnamescenario. “Dat zou geweldig zijn. Het zou de belangrijkste ontdekking zijn sinds de ontdekking van donkere energie zelf”, aldus Vafa.
Maar voorlopig zijn al deze speculaties slechts op de meest losse manier geworteld in DESI-analyse. Kosmologen zullen nog vele miljoenen sterrenstelsels moeten observeren voordat ze serieus kunnen nadenken over een revolutie.
“Als dit klopt, zou dit de weg kunnen verlichten naar een nieuw, potentieel dieper begrip van het universum”, zei Riess. “De komende jaren zouden zeer onthullend moeten zijn.”
Origineel verhaal herdrukt met toestemming van Quanta-tijdschrift, redactioneel onafhankelijke uitgave Stichting Simmons wiens missie het is om het publieke begrip van wetenschap te verbeteren door onderzoeksontwikkelingen en trends in de wiskunde en de natuur- en levenswetenschappen te behandelen.