Heelal waarschijnlijk 'open' en dus eeuwig uitdijend

Het ziet er sterk naar uit dat wij leven in een open heelal, dat tot in de eeuwigheid zal blijven uitdijen. Dat blijkt uit recent onderzoek van een groep Europese astronomen onder leiding van Peter Katgert van de Sterrewacht Leiden. Deze onderzoekers hebben de hoeveelheid massa bepaald die zich bevindt in meer dan honderd 'rijke' clusters van sterrenstelsels: verzamelingen van grote aantallen sterrenstelsels in duidelijk begrensde gebieden in het heelal. De clusters blijken veel minder massa te bevatten dan nodig is om de huidige uitdijing van het heelal ooit tot stilstand te kunnen brengen.

Al sinds meer dan een halve eeuw is bekend dat de massa van rijke clusters van sterrenstelsels groter is dan de som van de massa's van alle stelsels die men daarin kan waarnemen. Dit heeft men afgeleid uit de snelheden die de leden van zulke clusters ten op zichten van elkaar hebben. Die snelheden zijn in vele gevallen groter dan de 'ontsnappingssnelheden' die men kan berekenen uit de totale, waarneembare massa van de clusters. Blijkbaar bevatten de clusters nog een extra hoeveelheid onzichtbare massa, die er voor zorgt dat de stelsels ondanks hun soms grote snelheden niet uit de clusters ontsnappen.

Hoewel de theorie van deze donkere materie algemeen is aanvaard, is het niet gemakkelijk om precies te berekenen hoeveel materie zich nu precies verborgen houdt. Daarvoor is het nodig om representatieve steekproeven van grote aantallen clusters te nemen. Dat is nu gelukt in het kader van een grootscheeps Europees onderzoek dat de ESO Nearby Cluster Survey wordt genoemd. In totaal zijn nu van meer dan 5600 stelsels in meer dan honderd clusters, verspreid over een gebied met een straal van een miljard lichtjaar, de snelheden gemeten. De resultaten van dit onderzoek verschijnen binnenkort in het Europese vakblad Astronomy and Astrophysics.

Volgens sommige kosmologische modellen zou de gemiddelde dichtheid van de materie in het heelal precies die waarde hebben die nodig is om de huidige uitdijing van het heelal op den lange duur tot stilstand te brengen. De nu berekende massa's van de clusters leveren echter een waarde op die veel kleiner is dan deze kritische dichtheid. Dit betekent dat er veel te weinig materie in het heelal is - inclusief de donkere materie - om de huidige uitdijing ooit tot stilstand te kunnen brengen. Het heelal is dus 'open' en zal eeuwig blijven uitdijen: een probleem voor sommige heelalmodellen en een vervelend uitzicht voor die kosmologen die het heelal om esthetische redenen liever 'gesloten' zouden zien.