De kosmische achtergrondstraling is een belangrijk bewijs voor de oerknal en geeft ook antwoord op de vraag hoe de eerste sterrenstelsels konden ontstaan. Maar volgens onderzoekers van de universiteiten van Bonn, Praag en Nanjing is de sterkte van deze straling tot nu toe waarschijnlijk overschat. Als dit klopt, zou dat de theoretische basis van het standaardmodel van de kosmologie op losse schroeven zetten (Nuclear Physics B.) Volgens het kosmologische standaardmodel ontstonden ruimte, tijd en materie 13,8 miljard jaar geleden uit het niets. Tijdens de eerste 380.000 jaar na deze ‘oerknal’ dijde het heelal enorm uit en koelde het af. Pas toen konden elektronen en protonen zich verenigen tot waterstofatomen. Het heelal werd hierdoor transparant voor licht, omdat fotonen (lichtdeeltjes) geen energie meer konden uitwisselen met materie: de geboorte van de kosmische achtergrondstraling was een feit. Nu, bijna veertig miljoen jaar later, is de kosmische achtergrondstraling met behulp van uiterst gevoelige telescopen nog steeds waarneembaar. Maar volgens berekeningen van Pavel Kroupa van het Helmholtz-Instituut voor Stralings- en Kernfysica van de Universiteit van Bonn (Duitsland) is het nog maar de vraag of deze achtergrondstraling überhaupt wel bestaat. ‘We zijn er op zijn minst van overtuigd dat de sterkte ervan is overschat.’ Samen met Eda Gjergo van de Universiteit van Nanjing (China) heeft Kroupa een specifieke klasse van sterrenstelsels onderzocht: zogeheten elliptische sterrenstelsels. ‘Het heelal is sinds de oerknal aan het uitdijen, zoals rijzend deeg,’ aldus Kroupa. ‘Dit betekent dat de afstanden tussen sterrenstelsels voortdurend toenemen. Wij hebben gemeten hoe ver elliptische sterrenstelsels nu van elkaar verwijderd zijn. Met behulp van deze gegevens, en rekening houdend met de kenmerken van deze klasse van sterrenstelsels, konden we vervolgens de snelheid van de kosmische uitdijing gebruiken om te bepalen wanneer de eerste van deze stelsels zijn ontstaan.’ Bekend was al dat elliptische sterrenstelsels de eerste sterrenstelsels waren die zich in het jonge heelal hebben gevormd. De resultaten van Kroupa en Gjergo laten nu zien dat dit vormingsproces slechts een paar honderd miljoen jaar heeft geduurd – relatief kort op kosmologische tijdschaal. Gedurende deze periode waren de kernreacties in de vele sterren die daarbij ontstonden enorm helder – zo helder dat we we ze nog steeds kunnen waarnemen. ‘Uit onze berekeningen blijkt dat een deel van de kosmische achtergrondstraling in feite voor rekening komt van de vorming van de elliptische sterrenstelsels,’ zegt Gjergo. ‘Ze zouden goed zijn voor minstens 1,4 procent van deze straling, maar misschien zelf voor álle straling.Zelfs als het om slechts 1,4 procent gaat, zou dit vermoedelijk grote gevolgen hebben voor het kosmologische standaardmodel. Metingen hebben aangetoond dat de kosmische achtergrondstraling niet volledig uniform is: ze vertoont kleine verschillen in intensiteit, afhankelijk van de richting waarin je kijkt. Onderzoekers hebben deze waarneming tot nu toe geïnterpreteerd als bewijs dat het gas na de oerknal niet gelijkmatig was verdeeld. Op de ene plek was wat meer gas dan op de andere. En dat zou de reden kunnen zijn waarom zich sterrenstelsels konden vormen. Zonder deze ongelijkmatige verdeling van gas zouden we waarschijnlijk niet eens bestaan.De variaties in de achtergrondstraling die de basis vormen voor deze theorie, bedragen echter slechts enkele duizendsten van een procent. Maar de vraag doemt op hoe betrouwbaar deze metingen zijn als elliptische sterrenstelsels (die zelf ook niet gelijkmatig zijn verdeeld) minstens 1,4 procent van de totale gemeten straling uitmaken. (EE) (Image credit: (NASA, ESA & The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University)
