De gelukkige ontdekker van donkere energie

In een bovenkamertje van het gebouw waar het EuroScience Open Forum 2014 in Kopenhagen wordt gehouden zitten drie journalisten te wachten. Het is doorgaans niet zo makkelijk om een Nobelprijswinnaar te spreken, maar Brian Schmidt, een van de winnaars van de Nobelprijs voor de Natuurkunde in 2011 schijnt onderweg te zijn.

Uiteindelijk komt Schmidt met zijn koffertje enigszins gehaast binnen. Wat meteen opvalt is het gouden speldje op zijn jasje, een aandenken aan het winnen van de meest prestigieuze prijs in de wetenschap. Voor de rest is Schmidt kalm, relaxed en lijkt op het eerste oog niet te lijden onder zijn ongetwijfeld drukke bestaan. We krijgen met z’n drieën precies 30 minuten de tijd om al onze vragen op hem af te vuren.

Schmidt ontving zijn Nobelprijs samen met Adam Riess en Saul Perlmutter voor een van de belangrijkste ontdekkingen in de kosmologie ooit: het universum dijt steeds sneller uit. Ze bestudeerden daarvoor de helderheid van supernova-explosies in het verre universum. Twee onafhankelijke teams, Schmidt en Riess aan de ene kant en Perlmutter aan de andere kant, zagen aan de hand van de helderheid van de explosies dat ze veel verder weg plaatsvonden dan ze op basis van hun roodverschuiving moesten zijn.

Meneer Schmidt, hoe voelt het om een van de grootste mysteries van de kosmologie te hebben gecreëerd?

“Erg leuk! Natuurlijk hadden we van te voren geen idee dat we dit zouden ontdekken. We geloofden het eerst niet eens. Je doet jarenlang metingen, kijkt naar de resultaten en denkt: wat hebben we fout gedaan? Dan neem je een paar maanden om uit te vogelen wat er mis is gegaan. Uiteindelijk konden we nergens een fout ontdekken, toen hebben we onze resultaten bekend gemaakt. Het universum dijt steeds sneller uit.”

Hadden jullie contact met het andere team dat tegelijkertijd dezelfde ontdekking deed?

“Nee, er was helemaal geen overleg. Perlmutter en zijn team publiceerden in
juli 1997 nog een artikel waarin ze op basis van hun metingen juist stelden dat het universum steeds langzamer uitdijde, de gangbare gedachte in die tijd. Onze metingen verschilden tot wel 60 procent. Ik wist bijna zeker dat zij het goede antwoord hadden en wij een fout hadden gemaakt.”

“Maar we gingen gewoon door met ons eigen onderzoek. We waren bezig met het schrijven van het artikel toen Perlmutter met nieuwe resultaten kwam. Dat waren data die ze nog niet eerder hadden geanalyseerd, maar het mooie was dat ze veel veel beter overeen kwamen met onze gegevens.”

Was er in 1998 geen enkele aanwijzing dat het universum versneld uitdijde?

“Ja, die waren er wel maar niemand nam ze eigenlijk serieus, ikzelf voorop. De beste aanwijzing kwam eigenlijk van de verdeling van materie op de allergrootste schaal. Wetenschappers hadden al met computermodellen proberen te voorspellen hoe sterrenstelsels verdeeld zouden moeten zijn in het universum. Daarin stopten ze ook al zogenoemde koude donkere materie. Ze kregen hele specifieke voorspellingen uit die modellen.”

“Toen astronoom George Efstathiou het met collega’s in 1990 probeerde te verifiëren met wat we zien, kregen ze het verkeerde antwoord. Hij schreef toen dat hij dit ‘probleem’ kon oplossen met het introduceren van een kracht die het universum laat uitdijen, een zogenoemde kosmologische constante (of donkere energie – red.). Niemand geloofde er eigenlijk in, zijzelf ook niet, maar ze hadden het precies goed.”

Hoe ver zijn we 16 jaar later met het verklaren van die versnelde uitdijing?

“Niet zo ver. Toen we het in 1998 voor het eerst zagen wisten we dat het erg moeilijk zou worden om dit te verklaren. Niemand snapte het, maar de data moesten wel correct zijn, zeker omdat een onafhankelijk team hetzelfde had gevonden. Als je het vergelijkt met donkere materie, dan zie je dat daar al best veel ideeën en theorieën over zijn. We weten niet precies wat het is, maar daar kunnen we achter komen. We kunnen op zijn minst experimenten doen. Dat is bij donkere energie nog lang niet het geval.”

Zou de snelle uitdijing tijdens de inflatiefase gekoppeld kunnen worden aan de huidige uitdijing van het heelal?

“Het zou kunnen, maar daar zijn vooralsnog geen aanwijzingen voor. Het zou wel makkelijk zijn, als we dat kunnen koppelen. Het lastige hieraan is dat inflatie zo veel sneller ging dan de huidige acceleratie, het is moeilijk hier een goede verklaring voor te vinden.”

Wat is de huidige staat van de kosmologie, met zoveel open vragen?

“Ik stel me het vakgebied als een vloedgolf voor. We ontdekken zo veel, het ene resultaat is nog niet binnen of het andere is er al. Het is echt een revolutie, zoals de natuurkunde meemaakte in de jaren 20 tot 50 van de vorige eeuw toen relativiteit en quantummechanica hun intreden deden. Een prachtige tijd om astronoom te zijn, zolang we in ieder geval nieuwe telescopen blijven bouwen.”