Is "Redshift" wel geschikt als methode om uitdijing van het universum te meten?

Wat is nu precies het verband tussen de roodverschuiving en de afstand van een object? Dat is een kwestie die de sterrenkundige gemoederen al decennia lang bezighoudt. Men weet dat een grotere roodverschuiving overeenkomt met een grotere afstand: het licht is verder opgerekt en heeft er dus langer over gedaan om ons te bereiken. Maar met welke factor moet je de roodverschuiving vermenigvuldigen om de juiste afstand te vinden? En is deze factor, de zogeheten Hubble-constante, in de loop der tijden veranderd?

Om deze vragen te kunnen beantwoorden, zouden sterrenkundigen graag over een klasse van hemelobjecten beschikken die een bekende helderheid hebben. Door te meten hoe zwak of hoe helder het licht van zo’n ‘standaardkaars’ is zoals we dat vanaf de aarde waarnemen, kan eenvoudig worden bepaald hoe ver deze van ons verwijderd is.

Supernovae van type Ia beginnen hun loopbaan als witte dwergsterren die materie van een naburige begeleider-ster opslokken. Op een gegeven moment bereiken ze een kritische massa, waarbij het koolstof in de kern van de witte dwerg begint te fuseren tot zwaardere elementen – iets waartoe de dwergster tot op dat moment niet in staat was. Door de (gedegenereerde) toestand van de materie in de witte dwerg verlopen de fusiereacties razend snel. Zó snel zelfs, dat de ster ontploft.
De helderheden die bij zo’n supernova-explosie worden bereikt zijn steeds van dezelfde orde. Dat ligt ook voor de hand, want het gaat steeds om dezelfde objecten en dezelfde kritische massa.

De maximale helderheid die een normale supernova van type Ia bereikt, wijkt zelden meer dan een procent of vijftien af van de gemiddelde waarde. Hierdoor kan de afstand van zo’n supernova aan de hand van zijn maximale helderheid dus ook tot op vijftien procent nauwkeurig worden bepaald. Als men ook rekening houdt met andere kenmerken van deze supernovae, zoals hun kleur en de snelheid waarmee hun helderheid na de explosie afneemt, dan neemt de onzekerheid in de afstand zelfs af tot een procent of tien.

Hiermee hebben we dus een voorspelbaar licht dat over grote afstanden waar te nemen valt. Wanneer we nu gaan meten blijkt het licht van verder weg gelegen explosies steeds roder van kleur te worden. De meest voor de hand liggende verklaring is de uitdijing van het heelal. Waardoor het licht tijdens de reis naar de aarde langzaam werd uitgerekt. En uit die theorie komt ook de zwarte materie.
Maar.. de meest waarschijnlijke theorie is niet altijd per definitie de juiste.