Wetenschappers hebben een historische mijlpaal in de kosmologie bereikt door de grootste en meest gedetailleerde 3D-kaart van het universum ooit te voltooien. Met behulp van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) hebben onderzoekers met succes een ongekend volume van de kosmos in kaart gebracht, waardoor een enorme nieuwe dataset is ontstaan die is ontworpen om een van de grootste mysteries van de natuurkunde op te lossen: donkere energie.
De schaal van de ontdekking
Het DESI-project heeft zijn oorspronkelijke doelstellingen overtroffen, heeft zijn primaire observaties eerder dan gepland afgerond en heeft veel meer gegevens opgeleverd dan aanvankelijk verwacht. Deze kaart met hoge resolutie is niet alleen een visuele prestatie; het is een statistische krachtpatser.
Het onderzoek heeft gecatalogiseerd:
– 47 miljoen sterrenstelsels en quasars
– 20 miljoen sterren
Om dit in perspectief te plaatsen heeft DESI gegevens verzameld over zes keer zoveel sterrenstelsels en quasars als alle eerdere astronomische metingen samen. Deze enorme hoeveelheid gegevens stelt wetenschappers in staat verder te gaan dan louter observatie en uiterst nauwkeurig te testen hoe het universum zich op grote schaal gedraagt.
Waarom donkere energie belangrijk is
Om de betekenis van deze kaart te begrijpen, moet je naar de samenstelling van ons universum kijken. De huidige wetenschappelijke consensus suggereert dat grofweg 70% van de kosmos bestaat uit donkere energie – een mysterieuze kracht die fungeert als een soort ‘anti-zwaartekracht’ en de versnelde uitdijing van het universum aandrijft.
Ondanks de dominantie ervan weten we niet echt wat donkere energie is of hoe deze zich gedraagt. Decennialang hebben wetenschappers geopereerd in de veronderstelling dat donkere energie een constante kracht is. De enorme dataset van DESI biedt echter een kans om een radicalere mogelijkheid te testen: dat donkere energie in de loop van de tijd zou kunnen evolueren. Als uit de gegevens blijkt dat de kracht van donkere energie verandert, zou dit een fundamentele herschrijving van ons begrip van de natuurkunde en het uiteindelijke lot van het universum noodzakelijk maken.
Een mondiale inspanning om obstakels te overwinnen
Het DESI-project is een monumentale internationale samenwerking, waarbij meer dan 900 onderzoekers uit meer dan 70 instellingen wereldwijd betrokken zijn. Het project wordt beheerd door het Lawrence Berkeley National Laboratory en heeft aanzienlijke bijdragen opgeleverd van verschillende mondiale entiteiten, waaronder belangrijke rollen van onderzoekers van de Ohio State University.
De missie verliep niet zonder hindernissen. In 2022 kreeg het project te maken met een grote verstoring toen de Contras-wildbrand de stroom en internettoegang bij het observatorium maandenlang afsloot. Ondanks deze logistieke tegenslagen gebruikte het team creatieve technische oplossingen om de gegevenskwaliteit op peil te houden, zodat het onderzoek op schema bleef.
Wat komt er daarna?
Hoewel de primaire missie, het in kaart brengen van het doelgebied, is voltooid, is het werk nog lang niet voorbij. Het project gaat een transitie in meerdere fasen in:
- Gegevensverwerking: Het team begint de enorme dataset van vijf jaar te verwerken, waarbij de eerste uitgebreide resultaten naar verwachting in 2027 zullen worden gepubliceerd.
- Uitgebreide observaties: DESI blijft tot 2028 gegevens verzamelen en breidt zijn blik uit naar meer uitdagende delen van de hemel.
- Verfijnde mapping: Toekomstige fasen zullen zich richten op kleinere, meer ingewikkelde structuren, zoals dwergstelsels en stellaire stromen, om beter te begrijpen hoe kosmische structuren gevormd en geëvolueerd zijn.
“Een grotere onderzoeksvoetafdruk zal onze beperkingen op kosmologische parameters aanzienlijk verbeteren en ons programma voor donkere materie verbeteren”, aldus Klaus Honscheid, hoofdwetenschapper van DESI-instrumentoperaties.
Conclusie
Door tientallen miljoenen kosmische objecten in kaart te brengen, heeft DESI de wetenschappelijke gemeenschap een ongekend hulpmiddel geboden om de aard van donkere energie te onderzoeken. Nu onderzoekers deze enorme dataset beginnen te analyseren, staan we mogelijk aan de vooravond van een paradigmaverschuiving in de manier waarop we de uitbreiding en de uiteindelijke bestemming van ons universum begrijpen.
