Zwaartekrachtgolven zullen kosmologisch raadsel oplossen (Astronieuws)

Metingen van de zwaartekrachtgolven van botsende neutronensterren kunnen uitsluitsel geven over een hardnekkig kosmologisch vraagstuk: de uitdijingssnelheid van het heelal. Dat stelt een internationaal team, met onder meer wetenschappers van de Radboud Universiteit in Nijmegen, in een artikel dat vandaag in Physical Review Letters is verschenen. Het heelal dijt al sinds zijn ontstaan – 13,8 miljard jaar geleden – uit. Op dit moment gebeurt dat met een snelheid die bekendstaat als de Hubble-constante. De twee beste methoden die worden gebruikt om de Hubble-constante te meten zijn echter niet met elkaar in overeenstemming. Dat kan betekenen dat het huidige ‘standaardmodel’ voor de structuur en evolutie van het heelal niet correct is. De ene methode is gebaseerd op waarnemingen van cepheïden (een bepaald type veranderlijke sterren) en supernova’s (exploderende sterren) in het nabije heelal. De andere maakt gebruik van metingen van de kosmische achtergrondstraling – de warmtestraling die kort na de oerknal is uitgezonden. Volgens de kosmologen kan deze kwestie met behulp van waarnemingen van zwaartekrachtgolven uit de wereld worden geholpen. Zwaartekrachtgolven ontstaan (bijvoorbeeld) wanneer twee om elkaar wentelende neutronensterren naar elkaar toe spiralen om uiteindelijk met elkaar in botsing te komen. Bij deze botsing ontstaat een explosie die gepaard gaat met een heldere lichtflits. De zwaartekrachtgolven die de neutronensterren tot aan de botsing produceren worden geregistreerd met detectoren zoals LIGO en Virgo. Dat levert een nauwkeurige waarde op voor de afstand van de dubbelster. Door bovendien het licht van de uiteindelijk explosie te detecteren, kunnen astronomen de snelheid bepalen waarmee de dubbelster ten opzichte van de aarde beweegt. Uit de combinatie van afstand en snelheid volgt de Hubble-constante. De onderzoekers hebben berekend dat waarnemingen van een vijftigtal van deze botsingen in de beste bepaling ...