Bestaat donkere materie wel?

quote:

Op zondag 26 juli 2015 10:56 schreef Izzy73 het volgende:
Geen enkele wetenschapper weet precies wat dark matter is en wat het precies doet. Het lijkt eerder een verzinsel van de wetenschap om de algehele theorie over de ruimte kloppend te maken.

Zoiets noem je een assumptie, en deze is in observatie bevestigd.

New model suggests dark matter acts uncannily like particles found in the 1930s

We might be looking for dark matter in all the wrong places.

http://www.sciencealert.c(...)s-found-in-the-1930s

quote:

Op zondag 26 juli 2015 10:59 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Zoiets noem je een assumptie, en deze is in observatie bevestigd.

Een bevestigde assumptie? Klinkt als gelul in de ruimte.

Het is een container voor ons onbegrip omtrent de aard van materie, onder de aanname dat onze zwaartekrachtstheorieen kloppen. Zoals b.v. bij de anomalie omtrent de baan van Uranus, die uiteindelijk tot de ontdekking van Neptunus leidde

Ja, het bestaat.

Scientists have spent decades trying to detect dark matter throughout the Universe, but now calculations by a NASA scientist suggest that our planet might have been surrounded by the mysterious particles this whole time, in the form of long, invisible filaments, or 'hairs', stretching away from Earth's surface.

Earth might be surrounded by giant 'hairs' of dark matter

Zwaartekracht is een illusie

quote:

Op dinsdag 17 mei 2016 08:14 schreef Perrin het volgende:
Zwaartekracht is een illusie

Ik vind dit soort titels altijd wat verwarrend; het doet me denken aan de term "schijnkracht". Een betere titel zou zijn "zwaartekracht is geen fundamentele kracht" of "zwaartekracht als emergent verschijnsel", maar dat klinkt al minder sexy, blijkbaar.

Ben wel erg benieuwd naar Verlinde's paper, zal binnenkort dan wel op arXiv verschijnen.

PHYSICISTS JUST FOUND A LINK BETWEEN DARK ENERGY AND THE ARROW OF TIME

Is dark energy the reason time moves forward?


For years, physicists have attempted to explain dark energy - a mysterious influence that pushes space apart faster than gravity can pull the things in it together. But physics isn’t always about figuring out what things are. A lot of it is figuring out what things cause.

And in a recent paper, a group of physicists asked this very question about dark energy, and found that in some cases, it might cause time to go forward.

http://www.sciencealert.c(...)nd-the-arrow-of-time

De arXiv-link is http://arxiv.org/pdf/1506.00621.pdf

quote:

Op vrijdag 20 mei 2016 21:17 schreef Haushofer het volgende:
De arXiv-link is http://arxiv.org/pdf/1506.00621.pdf

Erg speculatief.

quote:

There May Be A Fifth Force of Nature, Study Suggests
According to a paper published in the journal Physical Review Letters, physicists at the University of California, Irvine, may have discovered a previously unknown subatomic particle that's evidence of a fifth fundamental force of nature.

Space.com reports: "[Professor of physics and astronomy Jonathan Feng] and his colleagues analyzed data gathered recently by experimental nuclear physicists at the Hungarian Academy of Sciences, who were trying to find 'dark photons' -- hypothetical indicators of mysterious dark matter. Dark matter is thought to make up about 85 percent of all matter in the universe, but it neither absorbs nor emits light, so it's impossible to detect directly.

'The experimentalists weren't able to claim that it was a new force,' Feng said. 'They simply saw an excess of events that indicated a new particle, but it was not clear to them whether it was a matter particle or a force-carrying particle.' The new work by Feng and his team suggests that the Hungarians found not a 'dark photon' but rather a 'protophobic X boson' -- a strange particle whose existence could indicate a fifth force of nature. The known electromagnetic force acts on protons and electrons, but this newfound particle apparently interacts only with protons and neutrons, and then only at very short distances, researchers said

The potential fifth force may be linked to the electromagnetic and strong and weak nuclear forces, as 'manifestations of one grander, more fundamental force,' Feng said. It's also possible that the universe of 'normal' matter and forces has a parallel 'dark' sector, with its own matter and forces, Feng added. 'It's possible that these two sectors talk to each other and interact with one another through somewhat veiled but fundamental interactions,' Feng said. 'This dark-sector force may manifest itself as this protophobic force we're seeing as a result of the Hungarian experiment. In a broader sense, it fits in with our original research to understand the nature of dark matter.'"

Dit zogenaamde difoton-signaal is ondertussen in statistische ruis verdwenen. Zie b.v. ook

http://backreaction.blogs(...)o-has-come-true.html

A new class of galaxy has been discovered, one made almost entirely of dark matter.

08-11-2016

Ontdekte theorie maakt donkere materie overbodig



Erik Verlinde tijdens de uitreiking van de Spinozapremies in 2011. Š anp.

De Nederlandse wetenschapper Erik Verlinde heeft een verklaring gevonden voor de zogeheten donkere materie. De hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam publiceerde vandaag zijn bevindingen in een artikel over de zwaartekracht. In de theorie wordt het bestaan van donkere materie ontkracht.

"Donkere materie is helemaal niet nodig. Ik kan afwijkende bewegingen van sterren berekenen, zonder de materie erbij te betrekken", aldus Verlinde. Om dit te begrijpen ging Verlinde terug naar de oorsprong. Hij bekeek zwaartekracht op microscopisch niveau.

De vraag is echter of de theorie hout snijdt, maar als de theorie klopt is het echt een feest in de natuurkunde, volgens hoogleraar theoretische natuurkunde Icke in het Nederlandse radiojournaal.

Er is nog weinig bekend over donkere materie. "We weten alleen dat ongeveer 95 procent van de inhoud van het heelal geen gewone materie is, maar we weten ook niet wat het wel is", aldus Icke.

Einstein

Om de theorie te begrijpen moeten we anders kijken naar de theorie van Einstein volgens Verlinde. "We weten al heel lang dat Einsteins theorie van de zwaartekracht niet door één deur kan met de quantummechanica."

Astronomen worstelen al decennia met zwaartekracht die zich anders gedraagt in sterrenstelsels. Draaiende sterrenstelsels hebben meer zwaartekracht dan van de sterren te verwachten is. Dit wordt toegeschreven aan materie die geen licht geeft en mogelijk zelfs onzichtbaar is.

Verklaren

In sterrenstelsels is de zwaartekracht sterker. Om dit te verklaren, grijpen astronomen naar donkere materie. De overtollige zwaartekracht wordt volgens de hoogleraar echter bepaald door de atomen in de ruimte en de manier waarop donkere energie zich gedraagt.

In 2011 trok de wetenschapper ook al de oerknal in twijfel. Verlinde bedacht de theorie om zwaartekracht te verklaren. Hij won dat jaar de NWO-Spinozapremie en kreeg 2,5 miljoen om zijn theorie verder uit te werken.

(HLN)

Ik ben zo enorm benieuwd wat Krauss van het hele Verlinde idee vindt, maar ik kan niks vinden. Iemand anders wel?

Voor mijn gevoel wil deze kerel te graag de nieuwe Einstein zijn..

Vind deze materie super interessant en lees/zie er vrij veel over maar deze man trek ik niet zo goed

quote:

Op zaterdag 12 november 2016 18:11 schreef vanBoeschoten het volgende:
Voor mijn gevoel wil deze kerel te graag de nieuwe Einstein zijn..

Vind deze materie super interessant en lees/zie er vrij veel over maar deze man trek ik niet zo goed

Nah, denk eerder dat sommige media hem graag zo neerzetten, ik bedoel. HLN, daar is de Telegraaf een kwaliteitskrant bij

26-12-2016

Donkere-materiepionier Vera Rubin (88) overleden


Vera Rubin in de jaren zeventig. (Emilio Segre Visual Archives/AIP/SPL)

De Amerikaanse astronome Vera Rubin is in de nacht van 25 op 26 december op 88-jarige leeftijd overleden in haar woonplaats Princeton. Rubin werd in 1928 geboren als dochter van Joodse immigranten. Ze studeerde astronomie aan Cornell University en was vanaf 1965 verbonden aan het Carnegie Institution in Washington D.C.

Samen met Kent Ford toonde Rubin eind jaren zeventig aan dat veel sterrenstelsels sneller roteren dan je op basis van de hoeveelheid zichtbare materie zou verwachten. Die snelle rotatie (voornamelijk van de buitendelen van de stelsels) wordt algemeen gezien als een sterke aanwijzing voor het bestaan van mysterieuze donkere materie, die wel zwaartekracht op zijn omgeving uitoefent maar geen licht uitzendt. De ware aard van die donkere materie is nog steeds onopgehelderd.

Rubin heeft zich haar leven lang ingezet voor het verbeteren van de positie van vrouwen in de wetenschap in het algemeen en in de astronomie in het bijzonder. (GS)

(allesoversterrenkunde)

27-12-2016

Revolutionaire theorie Verlinde stuit op buitenlandse scepsis

Erik Verlinde deed eerder dit jaar flink wat stof opwaaien met zijn nieuwe theorie waarin hij donkere materie bij het oud vuil zet. Maar met name uit het buitenland zijn ook de nodige kritische geluiden te horen, blijkt uit een rondgang.


Het natuurkunde-artikel van het jaar – zeker vanuit Nederlands perspectief – was ‘Emergent Gravity and the Dark Universe’ van Erik Verlinde. In de Nederlandse wetenschappelijke pers werd hij op een voetstuk geplaatst en alvast in de rol van een nieuwe natuurkundeheld gedrukt. Bij de Wereld Draait Door verscheen hij ’als een soort Copernicus tegenover de gelovigen van de donkere materie,’ zoals de Nederlandse natuurkundige Vincent Icke het uitdrukte. Newton, Einstein, Verlinde. Dat was de sfeer in de nationale pers.

Nog niet bij Stephen Colbert

In de internationale pers was er minder opschudding. Verlinde zat nog niet bij Stephen Colbert, ook was er geen voorpagina-artikel in de New York Times. Toch is ook in de wereldwijde populair-wetenschappelijke bladen, websites en blogs is zijn werk inmiddels ook ruimschoots aandacht gegeven aan het artikel. Zeker nadat een team onder leiding van de astronoom Margot Bouwer liet zien dat Verlindes ideeën overeen kwamen met hun observaties van sterrenstelsels.

Maar wat vinden de natuurkundigen ervan die net als Erik Verlinde dag in dag uit, en jaren achter elkaar nadenken over de zwaartekracht? Die het artikel écht begrijpen? Een korte rondgang maakt snel duidelijk dat dat soort natuurkundigen nauwelijks bestaat. Zelfs de aller allergrootsten moeite hebben om Verlinde te volgen.

Magisch ingrediënt

‘Een intrigerend artikel’, noemt Juan Maldacena, de Argentijnse natuurkundige van het Institute for Advanced Study (IAS) in Princeton, ‘hoewel het mij niet gelukt is de logica erachter te volgen. Ik vind het interessant dat hij MOND probeert te koppelen aan donkere energie. Maar ik zie niet hoe deze ideeën zouden werken in kosmologie, waar het idee van donkere materie aardig lijkt te werken.’

Maldacena verwijst hierbij naar de modified Newtoniam Dynamics (MOND) van de Israëlische natuurkundige Mordehai Milgrom. Het is een aanpassing op Newtons zwaartekrachtswetten. Het probleem is dat sterren aan de rand van sterrenstelsels zich niet aan de zwaartekrachtswetten lijken te houden. Dit zou te verklaren zijn door te veronderstellen dat er extra materie in de sterrenstelsels aanwezig is, die we niet kunnen zien: donkere materie. Een andere optie is om de zwaartekrachtswetten aan te passen met een magisch ingrediënt (MOND). Erik Verlinde heeft in zijn nieuwste artikel een theorie gepresenteerd die verklaart waar de magische term vandaan komt.

Sceptische natuurkundigen

‘Het ziet er erg interessant uit,’ mailt Edward Witten, ook vanaf het IAS, ‘maar het is een moeilijke paper om te evalueren en ik ben nu druk met een ander project.’ Ook Nobelrpijswinnaar Frank Wilczek heeft niet echt de tijd om erin te duiken. In een NRC-artikel van Margriet van der Heijden zegt Wilczek: ‘Ik heb een paar dagen geleden een blik op Erik’s paper geworpen, nadat een opgewonden collega me erop attendeerde.’ Wilczek heeft het artikel weer weggelegd toen bleek dat het veel tijd zou kosten om de details te bestuderen. Hij pakt het artikel pas weer op ‘als – en alleen als – het steun krijgt van één andere theoretisch fysicus op wiens wijsheid ik vertrouw. Ik ben erg sceptisch.’

Lee Smolin van het Canadese Perimeter Institue in Waterloo, is enthousiaster. In een Skype-gesprek met Diederik Jekel op de Kennis van Nu redactie vertelde hij: ’Als Erik gelijk heeft over het grote idee, dan is dat de grootste gebeurtenis in de natuurkunde sinds de jaren zeventig. Het is geen revolutie, maar misschien wel een grote stap op weg naar een revolutie. Het is iets heel moois om over na te de denken: dat het universum als geheel invloed uitoefent op sterrenstelsels. Voor mij is dit grote idee het belangrijkste. Als het grote idee goed is, is dat fantastisch.’

Theorie verklaart niet alles goed

De Canadese natuurkundige Mark Van Raamsdonk sluit zich hier bij aan. In een artikel van Quanta Magazine zegt hij: ‘Het is te vroeg on te zeggen of alles in het artikel – dat uitgaat van quantuminformatie-theorie, thermodynamica, vaste stof fysica, holografie en astrofysica – samenhangt, maar hoe dan ook vind ik de aanname interessant, en ik heb het gevoel dat het verlichtend kan zijn om dit goed uit te zoeken.’

De astronoom Avi Loeb – hoofd van de astronomie afdeling in Harvard – vat het per telefoon samen: ‘Het is een heel mooi idee en een hele mooie poging van Erik, die een slimme wetenschapper is. Maar als hij de bewegingen van clusters van sterrenstelsels en de achtergrondstraling van het heelal ermee zou kunnen verklaren dan zou ik me veel comfortabeler voelen.’

Een terugkerende kritiek is dat Verlindes theorie niet goed verklaart hoe clusters van sterrenstelsels bewegen en waar de achtergrondstraling in het universum vandaan komt. Zaken die met MOND niet en met hulp van donkere materie wél te verklaren zijn. Wetenschappers die kritisch zijn wijzen hierop, en op het feit dat zijn theorie niet gedetailleerd is uitgewerkt. De natuurkundigen die positief zijn, zijn onder de indruk van de creativiteit van het ’grote idee’ en hoopvol dat die in een belangrijke richting wijst.

To be continued.

(allesoversterrenkunde)

22-02-2017

Mogelijk sporen van donkere materie ontdekt in Andromedastelsel

Gammastraling kan erop wijzen dat zich in het hart van het Andromedastelsel donkere materie ophoudt.

Het is een spannende ontdekking, vindt onderzoeker Pierrick Martin. “We verwachten dat donkere materie zich in de binnenste regionen van de Melkweg en andere sterrenstelsels verzamelt, daarom is het vinden van zo’n compact signaal heel opwindend.” Het compacte signaal waar Martin over spreekt, werd gedetecteerd met behulp van ruimtetelescoop Fermi. De telescoop speurt naar gammastraling en vond in het hart van het Andromedastelsel een bijzonder signaal.

Gammastraling
Gammastraling ontstaat doordat kosmische straling de interactie aangaat met gaswolken en het licht van sterren. De laatste gegevens van Fermi laten zien dat de gammastraling overvloedig aanwezig is in het hart van het Andromedastelsel. Die ongebruikelijke distributie van de gammastraling zag Fermi eerder ook in het hart van ons eigen sterrenstelsel: de Melkweg. En het kan erop wijzen dat in het hart van deze sterrenstelsels donkere materie huist.


Hier zie je de overvloed aan gammastraling (in geel en oranje/rood) in het hart van het Andromedastelsel. Afbeelding: NASA / DOE / Fermi LAT Collaboration & Bill Schoening / Vanessa Harvey / REU program / NOAO / AURA / NSF.

Pulsars?
Helemaal zeker weten de onderzoekers dat dus niet. De gammastraling kan namelijk ook afkomstig zijn van een groot aantal pulsars in het hart van M31. Deze draaiende neutronensterren zijn ongeveer twee keer zo zwaar als de zon en hebben een ongelofelijk grote dichtheid. Omdat het Andromedastelsel zo’n 2,5 miljoen lichtjaar van ons verwijderd is, is het lastig om individuele pulsars in het hart van het stelsel te vinden. Toch zijn onderzoekers voornemens om uit te zoeken of pulsars de bron van de gammastraling kunnen zijn. En wel door onze kennis over pulsars in de Melkweg los te laten op nog te maken röntgen- en radio-observaties van het Andromedastelsel.


Mysteries
Of donkere materie nu verantwoordelijk is voor de distributie van donkere materie in het Andromedastelsel of niet: onderzoekers zijn in hun nopjes met de ontdekking. Met name omdat het signaal in het hart van het Andromedastelsel vergelijkbaar is met dat in het hart van onze eigen Melkweg. Het betekent namelijk dat onderzoekers deze informatie kunnen gebruiken om mysteries in het Andromedastelsel én de Melkweg op te lossen. Zo blijkt bijvoorbeeld dat de grote schijf van het Andromedastelsel – de plek waar de meeste sterren ontstaan – relatief weinig gammastraling afgeeft. Het suggereert dat zich daar weinig kosmische straling ophoudt. Maar kosmische straling wordt doorgaans in verband gebracht met stervorming. Hoe zit dat dan? Het wijst erop dat het Andromedastelsel op een andere manier kosmische straling produceert of dat de kosmische straling sneller aan dit stelsel weet te ontsnappen. “We begrijpen niet helemaal welke rol kosmische straling in sterrenstelsel speelt of hoe de straling door deze sterrenstelsels reist,” vertelt onderzoeker Xian Hou. “M31 (het Andromedastelsel, red.) laat zien hoe kosmische straling zich gedraagt onder omstandigheden die anders zijn dan de omstandigheden in ons eigen sterrenstelsel.”

Dat er overeenkomsten zijn in de distributie van gammastraling in de Melkweg en het Andromedastelsel suggereert bovendien dat we door het Andromedastelsel te bestuderen, meer te weten kunnen komen over onze eigen Melkweg. En dat is goed nieuws. Want niet alle delen van de Melkweg zijn vanuit het sterrenstelsel zelf goed te bekijken. “Ons sterrenstelsel lijkt zo sterk op het Andromedastelsel dat we er echt baat bij hebben om het (Andromedastelsel, red.) te bestuderen, omdat we zo meer kunnen leren over ons sterrenstelsel en de totstandkoming ervan,” vertelt onderzoeker Regina Caputo.

(scientias.nl)

12-04-2017

Bestaan van ‘bruggen’ van donkere materie bevestigd


Contourkaart van de ‘brug’ van donkere materie (rood) tussen twee sterrenstelsels (witte plekken). (S. Epps & M. Hudson/University of Waterloo)

Astronomen van de universiteit van Waterloo (Canada) hebben de eerste compositiefoto gemaakt van de ‘brug’ van donkere materie die sterrenstelsels met elkaar verbindt. De foto bevestigt de voorspelling dat de sterrenstelsels in ons heelal met elkaar verbonden zijn door een kosmisch ‘web’ van donkere materie (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 12 april).

Donkere materie is een mysterieuze substantie die ongeveer een kwart van de totale hoeveelheid energie en materie in ons heelal voor zijn rekening neemt. Deze substantie straalt geen licht uit en absorbeert of weerkaatst ook geen licht. Zij verraadt haar bestaan alleen door de aantrekkingskracht die zij op haar omgeving uitoefent.

Het is die zwaartekracht die de Britse onderzoekers in staat heeft gesteld om het bestaan van bruggen van donkere materie aan te tonen. De kracht zorgt ervoor dat de afbeeldingen van verder weg staande sterrenstelsels enigszins vervormd raken.

Omdat het beeld-vervormende effect van één enkele donkeremateriebrug heel gering is, zijn voor het nieuwe onderzoek opnamen van meer dan 23.000 paren sterrenstelsels op 4,5 miljard lichtjaar bij elkaar opgeteld. Door middel van een statistische analyse laten de onderzoekers zien dat dergelijke bruggen het sterkst zijn tussen stelsels die minder dan 40 miljoen lichtjaar van elkaar verwijderd zijn. (EE)

(allesoversterrenkunde)

Ik denk dat de donkere materie een goed voorbeeld is van dat we in de wetenschap niet zoeken naar ware kennis, maar naar de best mogelijke interpretatie van de wereld mogelijk vanuit het gezichtspunt van de mens. We kunnen immers niet verder/anders kijken, denken etc dan de mens doet. Wat wij als "bewijs" of "waarheid" zien, is dus 'slechts' (wetenschappelijke bewijzen zijn natuurlijk ver van onzin, vandaar de aanhalingstekens) een door de mens gelegd verband.

Tot zover het filosofische. Wat de donkere materie betreft? Ik ben benieuwd of de wetenschap ooit met een sluitend antwoord hiervoor komt. Ik houd mezelf hier iig niet mee bezig, dus houd me op dit punt na maar afzijdig van deze discussie.

quote:

Op donderdag 13 april 2017 09:43 schreef Sloggi het volgende:
Donkere materie bestond toch niet? En als het (mogelijk) niet bestaat, hoe is deze brug dan te verklaren?

Iedereen denkt dat 'donkere materie' bestaat. De vraag is of het ook daadwerkelijk materie is, of wat anders.

Blijft wel opmerkelijk dat sommige wetenschappers theorieën afwijzen puur op autoriteit en zichzelf dan sceptisch noemen. Wat mij betreft is dat simpelweg conservatief. Zeg er dan gewoon niets over.

quote:

Op donderdag 13 april 2017 11:52 schreef Pandarus het volgende:

[..]

Iedereen denkt dat 'donkere materie' bestaat. De vraag is of het ook daadwerkelijk materie is, of wat anders.

Dit inderdaad. 'Donkere materie' is gewoon een placeholder naam voor hetgene wat bepaalde fenomenen veroorzaakt mbt interacties met de zwaartekracht op cosmische schaal. Alleen wordt die term vaak te letterlijk genomen en meteen weggeschoffeld. (Men had wellicht ook het woordje 'materie' niet moeten gebruiken om te het te omschrijven maar goed, het maakt het begrijpelijker voor leken).

Of het nu echt materie is of iets totaal anders zullen we ooit wel ontdekken hopelijk. Er is in elk geval wel iets.

[ Bericht 5% gewijzigd door HexHunter op 28-04-2017 07:02:39 ]

02-08-2017

Verdeling van donkere materie in kaart gebracht



Kaart van de donkere materie, zoals afgeleid uit de gravitationeel vervormde beelden van 26 miljoen sterrenstelsel. De kaart beslaat ongeveer drie procent van de volledige hemel. (Chihway Chang/Kavli Institute & DES collaboration)

Sterrenkundigen hebben een nieuwe gedetailleerde kaart gepresenteerd van de verdeling van de donkere materie in het heelal. De kaart is gebaseerd op waarnemingen die zijn gedaan in het kader van de Dark Energy Survey (DES). Deze ‘hemelverkenning’ loopt al vier jaar, maar voor het samenstellen van de nu gepresenteerde kaart zijn alleen gegevens van het eerste onderzoeksjaar gebruikt.

De Dark Energy Survey heeft tot doel om meer te weten te komen over de mysterieuze donkere energie, die verantwoordelijk wordt gehouden voor de huidige versnellende uitdijing van het heelal. Daartoe moet echter eerst een goed beeld worden verkregen van de precieze verdeling van de kosmische materie. Deze laatste bestaat voor het grootste deel uit (al even mysterieuze) donkere materie, die geen waarneembare straling uitzendt en alleen meetbaar is door de zwaartekrachtsinvloed die zij uitoefent.

Om de verdeling van de donkere materie in kaart te brengen worden met een speciale camera van 4-meter Blanco-telescoop van de Cerro Tololo-sterrenwacht in Chili de posities en vormen van miljoenen verre sterrenstelsels vastgelegd. De beeldjes van die stelsels zijn een klein beetje vervormd door de zwaartekrachtswerking van de (donkere) materie die zich tussen ons en deze stelsels in bevindt. Door deze vervormingen te analyseren, kan de ruimtelijke verdeling van de donkere materie worden vastgesteld.

De nieuwe kaart is ruim tien keer zo omvangrijk als de DES-kaart die in 2015 werd gepresenteerd. Voor het samenstellen ervan zijn de beelden van 26 miljoen verre sterrenstelsels geanalyseerd. De verdeling van de donkere materie zoals die nu is gemeten is in goede overeenstemming met de theorie dat het heelal voor 26 procent uit donkere materie bestaat en voor 70 procent uit donkere energie. Ook lijkt het resultaat sterk op de materieverdeling zoals die is ‘voorspeld’ op basis van de meetresultaten van de Europese satelliet Planck, die de verdeling van de kosmische achtergrondstraling in kaart heeft gebracht. (EE)

(allesoversterrenkunde)

Een kort bedankje voor experimentalfrentalmental, die ons als jaren en in diverse topic voorziet van alle cosmische update, nieuwtjes en curiositeiten. Een shootout voor deze ondergewaardeerde "Neil degrasse Tyson" van Fok.

quote:

Op vrijdag 4 augustus 2017 09:05 schreef Dawnbreaker het volgende:
Een kort bedankje voor experimentalfrentalmental, die ons als jaren en in diverse topic voorziet van alle cosmische update, nieuwtjes en curiositeiten. Een shootout voor deze ondergewaardeerde "Neil degrasse Tyson" van Fok.

haha, teveel lof beste Dawnbreaker
bedankt voor de lieve woorden

quote:

Op vrijdag 4 augustus 2017 09:05 schreef Dawnbreaker het volgende:
Een kort bedankje voor experimentalfrentalmental, die ons als jaren en in diverse topic voorziet van alle cosmische update, nieuwtjes en curiositeiten. Een shootout voor deze ondergewaardeerde "Neil degrasse Tyson" van Fok.

QFT

05-10-2017

De zoektocht naar donkere materie
Zien we ’t niet of bestaat ’t niet?

Alles wat we zien en aanraken is materie. Maar mensen zien daarvan slechts 15 procent. De overige 85 procent is nooit door de mens waargenomen, daarom noemen we het donkere materie. Drie experts gingen tijdens NEMO Kennislink Live met moderator Desiree Hoving in gesprek over hun onderzoek naar donkere materie.


In een serie informatieve discussieavonden op het dak van NEMO Science Museum brengt NEMO Kennislink, in samenwerking met diverse partners, actuele wetenschap en een algemeen publiek bij elkaar om kennis en inzichten te delen. Aansprekende onderwerpen gepresenteerd op een laagdrempelige manier zorgt voor stof tot nadenken en -praten. Bekijk het programma en lees meer over NEMO Kennislink Live op de evenementpagina.

Het is gezellig druk in de Panoramazaal in Science Museum NEMO. Wanneer de aanwezigen gevraagd wordt om een hand op te steken als je denkt dat donkere materie bestaat, doet meer dan de helft dat. Terwijl niemand ooit donkere materie heeft waargenomen. Er zijn natuurlijk ook mensen die het niet zeker weten. “Het is nog niet bewezen”, zegt een man uit het publiek, “maar ik sluit het niet uit, alles is mogelijk.”

Donkere materie is toch wel heel raadselachtig. Het is er waarschijnlijk wel, maar je ziet het niet. Hoe onderzoek je dan zoiets? Dat leggen drie wetenschappers uit tijdens een discussieavond van NEMO Kennislink Live.

Astronomische aanwijzingen

Het is niet zomaar verzonnen, er zijn aanwijzingen voor het bestaan van donkere materie, benadrukken de experts. “Met technologie zien we verschillende onderdelen van het heelal”, vertelt Jacco Vink, astrofysicus aan de Universiteit van Amsterdam. “We kunnen met satellieten en telescopen röntgenstraling, radiostraling, gammastraling en zichtbaar licht in het heelal opmerken. Maar wat we waarnemen, verklaart nog niet alles wat er in het heelal gebeurt. Er moet meer zijn.”


Jacco Vink vertelt over allerlei soorten straling die waarneembaar zijn met verschillende technologieën. We kunnen alleen geen donkere materie waarnemen.

 NEMO Kennislink

Onderzoek uit het verleden toont aan dat er meer materie is dan mensen kunnen zien. Zo onderzocht Fritz Zwicky, fysicus en astronoom, in 1937 hoe het mogelijk is dat sterrenstelsels met duizend kilometer per seconde om elkaar heen vliegen, maar niet van elkaar weg gaan. De reden hiervoor is dat er zwaartekracht aanwezig is, dat afkomstig moet zijn van donkere materie.


Dit is een foto van een cluster van sterrenstelsels, gemaakt door de NASA’s Hubble Space Telescope. De ombuiging van licht is hier duidelijk te zien.

 NASA, ESA, M. Postman (STScI), and the CLASH Team via CC0

Lichtombuiging donkere materie

Een volgende grote stap naar het aantonen van donkere materie kwam van astronome Vera Rubin in de jaren zeventig. Zij onderzocht de sterren aan de rand van sterrenstelsels. Het blijkt dat deze sterren niet langzamer bewegen dan de sterren dicht bij het middelpunt van zo’n stelsel. Ook lijken ze veel sneller te bewegen dan de natuurwetten voorspellen. De aanwezigheid van donkere materie kan dit verklaren.

Deze observaties uit het verleden geven duidelijke aanwijzingen voor donkere materie, vermeldt Vink. Daarbij is er nog een astronomische aanwijzing te benoemen. Sterke zwaartekrachtvelden zoals een sterrenstelsel, ook wel zwaartekrachtlenzen genoemd, buigen door zwaartekracht het licht van een daarachterliggend sterrenstelsel af. Door deze ombuiging van het licht te berekenen, weten we hoeveel materie er moet zijn. En het blijkt dat er meer materie is dan wij mensen kunnen zien.

Kosmologische aanwijzingen

Donkere materie is niet alleen astronomisch aantoonbaar, maar ook kosmologisch. Kosmologie is de wetenschap die de evolutie van het heelal bestudeert en zich vooral bezighoudt met het verleden, de ontwikkelingen en de toekomst van het heelal.

De oerknal en de uitdijing van het heelal worden binnen de kosmologie onderzocht. Jan Pieter van der Schaar, theoretisch fysicus aan de Universiteit van Amsterdam, kijkt naar aanwijzingen voor donkere materie door deze fenomenen te onderzoeken. “De uitdijing van het heelal veronderstelt een heelal dat lang geleden veel dichter, en dus ook heter was. De massa was zo dicht dat er geen sterren konden bestaan, er was zelfs geen licht. Het vroege heelal bestond enkel uit atomen.”


Jan Pieter van der Schaar (rechts) legt aan de hand van de oerknal uit welke aanwijzingen er zijn voor het bestaan van donkere materie.

Het bewijs van de oerknal is kosmische achtergrondstraling, het eerste licht in het heelal. Dit kunnen we nog altijd zien. Van der Schaar vertelt dat dit het bewijs is dat het heelal ‘plat’ is. Maar er is echter veel minder materie in het heelal te zien dan de waardes die bepalen dat het plat is. Om precies te verklaren waarom het heelal plat is heb je vijf keer zoveel donkere materie nodig dan gewone materie, legt Van der Schaar uit.

Opvallend is dat zowel de aanwijzingen van Jacco Vink uit de astronomie, als die van Jan Pieter van der Schaar uit de kosmologie, suggereren dat er ongeveer dezelfde hoeveelheid donkere materie moet zijn. Is dit toeval of niet?

“Maar de kosmologie heeft geen directe verklaring voor wat donkere materie eigenlijk is, voor die vraag moet je bij Patrick zijn”, grapt Van der Schaar.

Mid artist e2 80 99s impression of the expected dark matter distribution around the milky way.ogv

Baanbrekend onderzoek

Patrick Decowski is net terug uit zijn onderzoekslaboratorium in Italië. “De astronomische en kosmologische aanwijzingen voor donkere materie zijn sterk”, zegt Decowski, “Ik wil echter weten waar donkere materie precies uit bestaat.” Decowski is hoogleraar experimentele astrodeeltjesfysica aan de Universiteit van Amsterdam.

Sterrenstelsels hebben een grote wolk van donkere materie om zich heen, legt Decowski uit. We kunnen aannemen dat dit ook bij de Melkweg, ons sterrenstelsel, het geval is. Dit betekent dat er telkens een ‘wind’ van donkere materie door ons heen gaat.

Decowski probeert de donkere materie waar te nemen met het experiment XENON1T. Het onderzoeksteam werkt diep onder een berg, ruim één kilometer onder de grond. In een grote watertank zit het experiment. “Deze maatregelen nemen wij om andere stralingen, zoals kosmische straling, uit te sluiten. Middenin de watertank bevindt vloeibaar xenon. Een zwaar atoom met een grote atoomkern. Daardoor is de kans waarschijnlijk groter dat donkere materie tegen het xenon botst. Doordat donkere materie waarschijnlijk overal doorheen gaat, zal het xenon alleen bewegen door donkere materie. Wanneer een botsing plaats zal vinden kunnen we de donkere materie detecteren.”


Eerste resultaten

Een jonge bezoeker stelt de vraag ‘Hoe weet je of je met die maatregelen niet ook donkere materie uitsluit?’ “Van die vraag lig ik ’s nachts wakker”, zegt Decowski, “We hebben op verschillende manieren de botsing van donkere materie proberen na te bootsen om te testen of we het niet uit sluiten. Maar dit weten we natuurlijk nooit zeker.”

“Inmiddels hebben we acht maanden continu metingen gedaan”, vertelt Decowski, “de resultaten zijn nog niet bekend, omdat we ‘geblindeerd’ onderzoeken. Tijdens het lopende experiment kijken we dus niet of er al resultaten zijn. We zijn al wel begonnen met het analyseren van de metingen, en hopen eind dit jaar met de eerste resultaten te komen.”

Niet alleen in Italië, maar ook in Amsterdam helpen onderzoekers mee aan dit experiment. Er zijn weliswaar geen bergen om een laboratorium onder te bouwen, maar in Amsterdam maken onderzoekers onderdelen voor het experiment. Ook analyseren ze in Amsterdam metingen van experimenten naar donkere materie van over de hele wereld.


Van links naar rechts: Jacco Vink, Jan Pieter van der Schaar en Patrick Decowski beantwoorden interessante vragen uit het publiek.

 NEMO Kennislink

Het publiek heeft veel vragen voor de onderzoekers. “Maar wat als we een donker materiedeeltje vinden?”, wil een aanwezige weten. Decowski stelt dat wanneer hij een deeltje zou vinden, hij verder onderzoek zal doen naar de eigenschappen ervan. “Maar als ik over tien jaar nog steeds niets heb gevonden geef ik het op”, zegt hij.

Ook de vraag wat we er eigenlijk aan dit onderzoek hebben, wordt gesteld. “De onbruikbare kennis van nu is zeer bruikbaar op de lange termijn”, antwoordt Van der Schaar, “De bedenkers van de quantummechanica waren ook niet bezig met toepassingen zoals de smartphone. Toch zou de smartphone er niet zijn geweest zonder die onderzoeken. Wat onderzoekers doen is a priori nergens goed voor, maar misschien wel over honderd jaar.”

(kennislink)

Ah, Jan Pieter van der Schaar, daar heb ik nog wel college van gehad en had dezelfde promotor als ik

Wat ikzelf een interessante hypothese vind, is dat donkere materie bestaat uit voornamelijk "primordial black holes". Sinds het LIGO-signaal, dat boven verwachting sterk was, is er de mogelijkheid dat dit soort zwarte gaten wel eens veel meer aanwezig kunnen zijn dan we aanvankelijk dachten.

http://www.sciencemag.org(...)ter-made-black-holes

Mijn zwarte gat is ook veel groter dan mijn bobbel.

Colliding neutron stars apply kiss of death to theories of gravity
Primary alternative to dark matter can't deal with gravitational waves' speed.

19-12-2017

Mogelijke doorbraak in onderzoek donkere materie


Röntgenopname van het centrum van de Perseus-cluster, gemaakt door het Chandra X-ray Observatory. (NASA/CXO/Oxford University)

Donkere materie kent misschien twee energieniveaus. Door het absorberen en opnieuw uitzenden van röntgenstraling met een energie van 3,5 kilo-elektronvolt (keV) zouden donkere-materiedeeltjes tussen deze twee energieniveaus kunnen 'wisselen'. Als dit idee stand houdt, biedt het nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek aan het mysterieuze bestanddeel van de kosmos. Tot nu toe heeft donkere materie zich alleen 'verraden' door zijn zwaartekrachtwerking. De ware aard ervan is nog steeds een raadsel.

Het idee van de twee energieniveaus wordt geopperd in een artikel in Physical Review D. Daarin worden röntgenwaarnemingen beschreven van de Perseus-cluster van sterrenstelsels, verricht door het Amerikaanse Chandra X-ray Observatory. Eerder is al ontdekt dat clusters van sterrenstelsels relatief veel röntgenstraling uitzenden met een energie van 3,5 keV. Die straling kan niet eenvoudig verklaard worden door bekende astrofysische processen; sterrenkundigen hadden daarom al gesuggereerd dat deze 'röntgenemissielijn' iets met donkere materie te maken zou kunnen hebben.

Nieuwe, gedetailleerde waarnemingen van de 'breedbandige' röntgenstraling uit de directe omgeving van het superzware zwarte gat in het centrum van de cluster laten nu echter zien dat er daar juist sprake is van een tekort aan röntgenstraling van deze specifieke energie - een 'absorptielijn'. De vergelijking dringt zich op met heet gas, dat op bepaalde golflengten licht uitzendt, maar op diezelfde golflengten licht absorbeert wanneer het zich tussen een heldere lichtbron en de aarde bevindt.

Als de 3,5 keV-straling echt geassocieerd is met donkere materie, doen de nieuwe waarnemingen vermoeden dat ook donkere materie een 'grondtoestand' en een 'aangeslagen toestand' kent, net zoals dat het geval is voor de atromen in gasmoleculen. De onderzoekers zijn echter nog heel voorzichtig met het trekken van conclusies. (GS)

(allesoversterrenkunde)

06-04-2018

Donkere materie is mogelijk toch niet ‘interactief’


Gecombineerde Hubble/ALMA-opname van het hart van cluster Abell 3827. Op de gekozen golflengten is de cluster bijna doorzichtig en vallen de vervormde beelden van het achtergrondstelsel beter op. (NASA/ESA/ESO/Richard Massey (Durham University))

Nieuwe waarnemingen laten zien dat de geheimzinnige donkere materie toch geen interacties aangaat met andere krachten dan de zwaartekracht. Daarmee is een veelbelovend onderzoeksresultaat uit 2015 ontkracht.

Drie jaar geleden meende een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Richard Massey van Durham University te hebben ontdekt dat een sterrenstelsel in de cluster Abell 3827 min of meer was gescheiden van zijn halo van donkere materie. Dat was verklaarbaar als donkere materie zichzelf zou beīnvloeden middels een andere kracht dan de zwaartekracht.

Op basis van gegevens van recentere waarnemingen komt hetzelfde onderzoeksteam nu echter tot de conclusie dat de donkere materie toch niet van het sterrenstelsel is gescheiden. De meetresultaten zijn in overeenstemming met donkere materie die alleen de kracht van de zwaartekracht voelt.

Bij het nieuwe onderzoek is gebruik gemaakt van de Atacama Large Millimetre Array (ALMA) in het noorden van Chili. Daarbij is ALMA gericht op een verder weg staand sterrenstelsel dat door de zwaartekrachtlenswerking van Abell 3827 is vervormd en meervoudig is afgebeeld. Daarbij zijn concentraties van donkere materie opgespoord die bij het eerdere onderzoek niet waren opgemerkt.

Hoewel de nieuwe resultaten laten zien dat de donkere materie bij zijn sterrenstelsel is gebleven, achten Massey en zijn team het nog steeds mogelijk dat donkere materie interacties aangaat. Om dat te onderzoeken heeft Durham University meegewerkt aan de bouw van de nieuwe SuperBIT-telescoop die met behulp van een reusachtige heliumballon naar de stratosfeer zal opstijgen. Dit instrument moet de donkere materie in honderden clusters van sterrenstelsels in kaart gaan brengen.

De nieuwe resultaten worden vandaag (vrijdag 6 april) gepresenteerd op de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool. Ze zullen ook worden gepubliceerd in het tijdschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (EE)

(allesoversterrenkunde)

10-04-2018

Oerknalstraling verraadt filamenten van donkere materie



Sterrenkundigen zijn onzichtbare, langgerekte filamenten van donkere materie in het heelal op het spoor gekomen. Deze slierterige structuren, met afmetingen van honderden miljoenen lichtjaren, vormen het 'steigerwerk' van de groteschaalstructuur van de kosmos: 'gewone', zichtbare materie heeft zich in de loop van de tijd in deze slierten en hun knooppunten opgehoopt, waardoor de huidige verdeling van sterrenstelsels in het heelal een enigszins draderig patroon vertoont - het zogeheten kosmische web

De filamenten van donkere materie verraden hun aanwezigheid doordat ze met hun zwaartekracht minieme verstoringen teweegbrengen in het beeld van de kosmische achtergrondstraling - de 'nagloed' van de oerknal. De astronomen zijn die 'zwakke lenswerking' op het spoor gekomen door gebruik te maken van geavanceerde patroonherkenningsalgoritmen. De resultaten zijn deze week gepubliceerd in Nature Astronomy.

Behalve onderzoek aan de kosmische achtergrondstraling zijn ook metingen aan de verdeling van anderhalf miljoen sterrenstelsels meegenomen in de analyse. Die metingen zijn verzameld door de Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). (GS)

(allesoversterrenkunde)ā

17-07-2018

Standaard-kosmologiemodel ondersteund door laatste data release Planck


De kosmische achtergrondstraling, zoals opgemeten door Planck. (ESA/Planck Collaboration)

Ook de nieuwste, meest complete data release van de Europese ruimtetelescoop Planck, die tussen 2009 en 2013 precisiemetingen heeft verricht aan de kosmische achtergrondstraling, ondersteunt het standaardmodel van de kosmologie, waarin het heelal voor het grootste deel bestaat uit mysterieuze donkere materie en al even raadselachtige donkere energie.

Alle meetgegevens van Planck, zowel aan de temperatuur als aan de polarisatie van de kosmische achtergrondstraling (de 'echo' van de oerknal waarmee het heelal 13,8 miljard jaar geleden ontstond), zijn nu verwerkt en in detail geanalyseerd. De conclusies voor wat betreft de samenstelling en de evolutie van het universum zijn - net als in de vorige, nog enigszins incomplete data release - volledig in overeenstemming met het kosmologische standaardmodel.

Daarmee is overigens bepaald nog geen oplossing gevonden voor het merkwaardige gegeven dat de huidige uitdijingssnelheid van het heelal, zoals bepaald op basis van een extrapolatie van de Planck-data, significant afwijkt van de waarde die gevonden wordt op basis van metingen in het huidige, 'lokale' heelal, onder andere door de ruimtetelescoop Gaia.

Een reeks van 12 wetenschappelijke artikelen waarin alle Planck-data worden beschreven, is gepubliceerd op de website van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. (GS)

(allesoversterrenkunde)

17-07-2018

Britse cryostaat voor Amerikaanse detector donkere materie


De Britse titanium-cryostaat voor de Amerikaanse LUX-Zeplin-detector. (STFC)

Het Britse Rutherford Appleton Laboratory heeft een grote titanium-cryostaat gebouwd en geleverd voor de Amerikaanse LUX-Zeplin-detector (LZ). LZ gaat in een diepe mijn in South Dakota jacht maken op de mysterieuze donkere materie in het heelal, waarvan de ware aard nog steeds niet is opgehelderd.

De cryostaat (een soort overmaatse thermosfles) is gemaakt van ulra-zuiver titanium, weegt 2000 kilogram en houdt het feitelijke LZ-experiment op een temperatuur van 100 graden Celsius onder nul. Er is tweeënhalf jaar aan de cryostaat gewerkt. LUX-Zeplin moet in 2020 operationeel zijn. (GS)

(allesoversterrenkunde)