Het heelal is inderdaad net een gatenkaas: de 'bellen' blijken echt leeg

In de jaren tachtig werden in het heelal gebieden ontdekt waar zich (vrijwel) geen sterrenstelsels bevonden. Deze gebieden, nu 'gaten' of 'bellen' genoemd, hebben een diameter van ruwweg 100 miljoen lichtjaar en verschijnen op kaarten waarop de verdeling in drie dimensies van grote aantallen sterrenstelsels worden weergegeven.

Deze lege gebieden maken dat de structuur van het heelal wel wat weg heeft van een spons of kaas met hele grote gaten. Ondanks het inzetten van steeds gevoeliger telescopen is het niet gelukt om in de lege gebieden méér dan een enkel sterrenstelsel te ontdekken.

Het ontbreken van zichtbare materie - in de vorm van stralend gas, sterren en sterrenstelsels - wil echter nog niet zeggen dat er zich ook niets bevindt. Sommige astronomen denken dat zich in de bellen misschien donkere materie schuil houdt, materie die zich nooit heeft kunnen verdichten tot stralend gas of lichtgevende sterren. En misschien gaat het wel om exotische vormen van materie: deeltjes die op aarde niet (kunnen) worden waargenomen. Maar over één ding zijn de astronomen het eens: als zich toch materie verscholen houdt, moet het een aantrekkingskracht op de omgeving uitoefenen.

Luiz da Costa en Wolfram Freudling, twee astronomen van de Europese Zuidelijke Sterrenwacht, hebben daarom met Britse en Amerikaanse collega's de bewegingen van sterrenstelsels rond een aantal bellen in het lokale deel van het heelal bestudeerd. De snelheden van ruim 2.000 sterrenstelsels werden gemeten en met behulp van een computermodel werd vervolgens berekend met welke verdeling van de materie deze snelheden (na correctie voor de algemene uitdijing van het heelal) het beste kunnen worden verklaard. Het resultaat wordt gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters van 1 september.

De onderzoekers vinden tot hun verrassing dat zich in de donkere bellen ook géén onzichtbare materie bevindt: er zit niets wat aantrekkingskracht uitoefent. Dat maakt de vraag naar het ontstaan van deze bellen des te belangwekkender. Het heelal had direct na zijn ontstaan - ongeveer 15 miljard jaar geleden - een zeer homogene structuur, maar al snel moet die zijn veranderd in de nu bekende spons- of gatenkaasstructuur. Hoe ging dat in zijn werk? Volgens een recente theorie zouden exploderende supersterren het heelal plaatselijk hebben 'schoongeveegd', maar dat verschuift het probleem weer naar de vraag hoe er al zo vroeg in het heelal sterren konden ontstaan. (George Beekman)