Het maakt het universum niet uit of je naar boven of naar beneden kijkt. Het is overal hetzelfde. Dat is de werkveronderstelling van bijna elke kosmoloog op deze planeet. We noemen dit het kosmologische principe. Het gaat uit van homogeniteit, wat betekent dat de materie redelijk gelijkmatig is verspreid, en van isotropie, wat betekent dat geen enkele richting specialer is dan de andere. Het is de steiger van onze modellen. Het ondersteunt kosmische inflatie. Het zorgt ervoor dat de wiskunde werkt.
Twee natuurkundigen willen de steiger verbranden.
Francesco Sylos Labini van het Enrico Fermi Research Center in Rome en co-auteur Marco Galoppo hebben zojuist een artikel gepubliceerd in Nature. Ze zeggen dat het universum eigenlijk een korrel heeft. Een voorkeursrichting. “In dit onderzoek”, zegt Labini, “ontdekken we grootschalige structuren die speciale richtingen definiëren.”
Niet elke richting ziet er hetzelfde uit. Het standaardmodel, gebouwd op het idee dat er geen voorkeurshoeken zijn, kan de enorme gecorreleerde structuren die de nieuwe gegevens laten zien gewoon niet verklaren.
Is simpel beter? Labini beweert nee. ‘Maar in de natuurkunde’, zegt hij, ‘is er geen terrein waarop de eenvoudsoplossing in werkelijkheid van toepassing is.’
Gegevens spreken
Het team gebruikte gegevens van het Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Vijf jaar werk. Kaarten van enorme sterrenstelsels. Verschillende momenten in de tijd aan elkaar genaaid. Ze vergeleken sterrenstelsels in verschillende richtingen.
De standaardweergave laat hen in de steek. De structuren zijn complexer dan de huidige modellen suggereren.
Dit shockeert mensen. Niet alleen mild, maar fundamenteel. Katherine Freese, hoogleraar kosmologie aan de Universiteit van Texas en niet betrokken bij het onderzoek, noemt het potentieel ontwrichtend. Ze zegt dat de bevindingen het fundamentele raamwerk dat iedereen in zijn dagelijkse werk aanneemt, in twijfel zouden kunnen trekken. Ze wil de reactie van de gemeenschap zien. * Zullen ze afbrokkelen? Zullen ze zich aanpassen?*
Sceptici wakker
David Spergel, voorzitter van de Simons Stichting, is niet overtuigd. Nog niet. “Dit zou belangrijk zijn”, merkt hij op, “maar vereist een veel zorgvuldiger verificatie.”
Hij wijst op een opvallend probleem: de Kosmische Microgolf Achtergrond, oftewel CMB. Dit is de babyfoto van het universum, zijn vroegste lichtmomentopname. Als de grootschalige structuur zo scheef is als Labini beweert, zouden de CMB-schommelingen enorm moeten zijn. Honderd keer groter dan wat we daadwerkelijk zien. Dat zijn ze niet. Dus waar schuilt de inconsistentie?
John Peacock van de Universiteit van Edinburgh gaat er verder op in. Hij ziet conflicten met andere grootschalige structuurgegevens die we al bezitten. Meer specifiek: dit is in strijd met resultaten die afkomstig zijn van exact dezelfde DESI-dataset waarop het nieuwe onderzoek vertrouwt.
“Totdat we kunnen begrijpen of – en hoe – dit consistent kan worden gemaakt”, zegt Peacock, “verwacht ik niet dat velen overtuigd zullen worden.”
De DESI-samenwerking zal waarschijnlijk proberen dit op te lossen. Peacock verwacht dat ze gaan controleren. Maar op dit moment staat de claim op zichzelf, luid en rommelig tegenover de gladde, isotrope consensus.
De wetenschap beweegt zich met horten en stoten. Soms doorbreekt een paper een paradigma. Soms moet het gewoon beter worden schoongemaakt. Labini ziet scheuren in de muur. Alle anderen zien verf die niet is opgedroogd.
De gegevens zitten daar, stil, wijzend naar een specifieke plek.
Niemand heeft nog volledig in die richting gekeken.
