Bestaat donkere materie wel?

quote:

Op vrijdag 22 maart 2013 08:51 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
21-03-2013

Heelal bevat meer donkere materie, minder donkere energie

[ afbeelding ]

Wetenschappers hebben vandaag de meest gedetailleerde kaart van de kosmische achtergrondstraling – de 'afgekoelde' straling van de oerknal – gepresenteerd die ooit is gemaakt. De kaart is gebaseerd op gegevens van de Europese satelliet Planck.

De meest gedetailleerde kaart ooit... En toch is het plaatje maar 220 pixels hoog .

quote:

Op woensdag 25 juni 2014 15:15 schreef SiGNe het volgende:

[..]

Moet dat niet Giga-elektronvolt zijn? Higg-Boson is al 125,3GeV, 3,55 KeV lijkt me dan zo weinig...

In het artikel staat dat de meting door röntgenspectra is bevestigd. Röntgenstraling heeft een energie in de orde van een paar tot enkele honderden keV. Dit lijkt me dus correct.

Je moet dit volgens mij ook niet zien als de energie van een nieuw deeltje ofzo, maar van het foton dat wordt uitgezonden bij een overgang tussen twee energieniveaus van een deeltje, zoals een foton dat wordt uitgezonden als een elektron terugvalt naar een lager energieniveau in een atoom. Hierbij zou een energie van een paar GeV wel heel extreem zijn (al zou dit bij donkere materie misschien wel kunnen, we weten immers nog steeds niet wat het is).

quote:

Op woensdag 25 juni 2014 21:51 schreef Alrac4 het volgende:

[..]

In het artikel staat dat de meting door röntgenspectra is bevestigd. Röntgenstraling heeft een energie in de orde van een paar tot enkele honderden keV. Dit lijkt me dus correct.

Je moet dit volgens mij ook niet zien als de energie van een nieuw deeltje ofzo, maar van het foton dat wordt uitgezonden bij een overgang tussen twee energieniveaus van een deeltje, zoals een foton dat wordt uitgezonden als een elektron terugvalt naar een lager energieniveau in een atoom. Hierbij zou een energie van een paar GeV wel heel extreem zijn (al zou dit bij donkere materie misschien wel kunnen, we weten immers nog steeds niet wat het is).

Hoe dan ook blijft het geweldig dat we er door logisch denken gewoon achter kunnen komen wat het is.
Net als met de Higgs Boson, berekenen dat ie moet bestaan en dan met lab. proeven het bestaan bewijzen

En dan te bedenken dat we met quantum-mechanica echt nog helemaal aan het begin staan... de mogelijkheden in die dimensie zijn echt eindeloos.

quote:

Op woensdag 25 juni 2014 21:51 schreef Alrac4 het volgende:

[..]

In het artikel staat dat de meting door röntgenspectra is bevestigd. Röntgenstraling heeft een energie in de orde van een paar tot enkele honderden keV. Dit lijkt me dus correct.

Je moet dit volgens mij ook niet zien als de energie van een nieuw deeltje ofzo, maar van het foton dat wordt uitgezonden bij een overgang tussen twee energieniveaus van een deeltje, zoals een foton dat wordt uitgezonden als een elektron terugvalt naar een lager energieniveau in een atoom. Hierbij zou een energie van een paar GeV wel heel extreem zijn (al zou dit bij donkere materie misschien wel kunnen, we weten immers nog steeds niet wat het is).

Een verklaring voor het piekje in de röntgenstraling is het verval van een right handed (sterile) neutrino naar een left handed (active) neutrino waarbij een foton wordt uitgezonden. De massa van de sterile neutrino is 2 keer de energie van de foton dus iets boven de 7 keV.

quote:

Op donderdag 26 juni 2014 20:34 schreef Rickerd het volgende:

[..]

Een verklaring voor het piekje in de röntgenstraling is het verval van een right handed (sterile) neutrino naar een left handed (active) neutrino waarbij een foton wordt uitgezonden. De massa van de sterile neutrino is 2 keer de energie van de foton dus iets boven de 7 keV.

Hoe weten ze de massa van dit neutrino? Zelfs van de neutrino's in het standaard model is de massa nog niet bekend. Of volgt uit een of andere theorie dat de energie van het foton de helft van de neutrino massa is?

Verder dacht ik dat theorieën over neutrino's als donkere materie al waren afgeschoten. Waren dat dan theorieën met alleen maar left handed neutrino's? Ze zeggen hier namelijk dat dit een serieuze optie is.

De massa's van de neutrinos in het SM zijn inderdaad niet bekend, er is alleen een boven limiet. Wel is het verschil in massas van de active neutrinos erg goed bekend.
De massa van het sterile neutrino kan volgens mij bepaald worden uit de behoudswetten.

Left handed neutrinos zijn volgens mij nooit een optie geweest voor dark matter. Het is inderdaad een serieuze kandidaat, maar er bestaan nog wel aardig wat twijfels. Het piekje in de x-ray spectra zou ook een onbekende plasma emissie lijn kunnen zijn.

quote:

Op vrijdag 10 augustus 2012 20:34 schreef Twiitch het volgende:
Heeft donkere materie eigenlijk een verbintenis met donkere energie? Of gooien de natuurkundigen voor alles wat ze (nog) niet begrijpen maar het bijvoeglijk naamwoord "donkere"?

Ook wetenschappers zijn mensen, gebruiken 'politiek' (emotie). In de politiek wordt ook van alles gelabeld en is een en al emotie...
Een stickertje erop en andere wetenschappers nemen het vaak klakkeloos over, en gaan op die gedachte verder denken (dit heet copycatten, een onbewust proces, m.a.w onze evolutie zit ons in de weg)
Wetenschap is haast een soort zwarte magie geworden met die termen en de LHC en bezig zijn op Aarde het universum en de ruimte proberen te doorgronden i.p.v je er als mensheid verder in gaan begeven (net zoals de ondekkingreizigers op ondekkingsreis gingen) Zodra de mens zelf op andere planeten aanwezig zal zijn, zal er automatisch ander inzicht ontstaan door ondekkingen (want alle materie komt uit sterren).De ruimte zit bordevol energie. Donkere energie en materie is dus eigenlijk licht, een zwart gat net zo, er is niets zwarts aan (een label dus, en die kan je op het verkeerde been zetten.

02-07-2014

Is donkere materie een 'quantumvloeistof'?


Simulatie van de kern van een sterrenstelsel volgens de nieuwe theorie. (T. Broadhurst)

Tom Broadhurst, een Britse kosmoloog die verbonden is aan de Universiteit van Baskenland, heeft in Nature Physics, samen met onderzoekers van de Nationale Universiteit van Taiwan, een nieuwe theorie gepubliceerd voor de mysterieuze donkere materie in het heelal. Die zou misschien niet uit elementaire deeltjes bestaan, zoals algemeen wordt aangenomen, maar uit een extreem koude 'quantumvloeistof' - een zogeheten Bose-Einstein-condensaat. Zo'n condensaat bestaat uit een groot aantal deeltjes die collectief dezelfde quantumgolffunctie hebben.

Broadhurst en zijn collega's denken dat golven in deze 'quantumvloeistof' verantwoordelijk zijn geweest voor het ontstaan van de groteschaalstructuur van het heelal. Met hun nieuwe theorie kunnen ze in ieder geval bepaalde eigenschappen van dwergsterrenstelsels beter verklaren dan mogelijk is met de 'traditionele' kijk op donkere materie. (GS)

(allesoversterrenkunde)

The quiet search for dark matter deep underground
In which the author travels to South Dakota to visit a gold mine—housing LUX.

quote:

Op donderdag 3 juli 2014 08:47 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
02-07-2014

Is donkere materie een 'quantumvloeistof'?

[ afbeelding ]

Zeer interessant.. Zie ook deze publicatie:

quote:

BEC dark matter can explain collisions of galaxy clusters

We suggest that the dark matter model based on Bose Einstein condensate or scalar field can
resolve the apparently contradictory behaviors of dark matter in the Abell 520 and the Bullet
cluster. During a collision of two galaxies in the cluster, if initial kinetic energy of the galaxies is
large enough, two dark matter halos pass each other in a soliton-like way as observed in the Bullet
cluster. If not, the halos merge due to the tiny repulsive interaction among dark matter particles as
observed in the Abell 520. This idea can also explain the origin of the dark galaxy and the galaxy
without dark matter.

quote:

Op dinsdag 8 juli 2014 20:32 schreef Perrin het volgende:

[..]

Zeer interessant.. Zie ook deze publicatie:

[..]

15-07-2014

Verdeling donkere materie vertoont veel dichtheidspieken


De verdeling van donkere materie (wit) en de ligging van clusters van sterrenstelsels (blauwe cirkels). (CFHT)

Door precisiemetingen aan de morfologie van ruim vier miljoen ver verwijderde sterrenstelsels hebben astronomen een kaart kunnen samenstellen van de verdeling van donkere materie in het heelal. Donkere materie vertegenwoordigt naar schatting 80% van alle materie in het heelal; vermoedelijk gaat het om een onbekend type elementair deeltje.

De zwaartekracht van donkere materie heeft een klein maar meetbaar effect op de beeldjes van verre sterrenstelsels: hun licht wordt enigszins afgebogen door de zogeheten microzwaartekrachtlenswerking. Met de 3,6-meter Canada-France-Hawaii Telescope op Mauna Kea, Hawaii, zijn opnamen gemaakt van een langgerekte strook aan de sterrenhemel met een oppervlakte van 170 vierkante graden, en van ruim vier miljoen sterrenstelsels in dit gebied zijn metingen verricht aan de minieme vervormingen als gevolg van microzwaartekrachtlenswerking. Op basis daarvan kon vervolgens een kaart worden samengesteld met de verdeling van donkere materie. Het hier afgebeelde gebied beslaat slechts 4 vierkante graden - 2,5% van de complete survey.

Statisctisch onderzoek aan de dichtheidspieken in de verdeling van de donkere materie geeft hopelijk meer informatie over de evolutie van het heelal (m.n. het ontstaan van de groteschaalstructuur van clusters en superclusters) en de ware aard van de donkere materie. De nieuwe resultaten zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (GS)

(allesoversterrenkunde)

quote:

Two Big Dark Matter Experiments Gain US Support
The Department of Energy and the National Science Foundation announced on Friday that they will try to fund two major experiments to detect particles of the mysterious dark matter whose gravity binds the galaxies instead of just one. The decision allays fears that the funding agencies could afford only one experiment to continue the search for so-called weakly interacting massive particles, or WIMPs.

Steriele neutrino's... weer een idee van Pontecorvo dat gaat uitkomen?

Ik ben net terug van een korte vakantie waar ik het boek 'a universe from nothing' van Lawrence Krauss nog eens goed heb doorgespit.

Sowieso leuk om te lezen over bijvoorbeeld de rivaliteit tussen de verschillende teams die bezig waren met het bepalen van de snelheid van de expansie en de verandering daarin. Toch blijven er voor mij ook een aantal zaken nogal onduidelijk:

- hoe komt men eigenlijk tot de verhouding donkere materie / donkere energie? (30 / 70).

- is 'donkere energie' energie in de reguliere zin van het woord? En zo ja, zou die energie dan niet volgens E=MC^2 een massa moeten hebben die juist zorgt voor aantrekking, en niet voor afstoting?

Houdt men wel rekening met het feit dat het heelal een som is van alle relativistische mogelijkheden?
Je kan het heelal niet beschouwen als een 3d bol wat zich vanaf de oerknal heeft verspreid, op sommige plaatsen is de ruimtetijd stukken compacter dan op andere plaatsen.

quote:

Op vrijdag 18 juli 2014 12:51 schreef Molurus het volgende:
Ik ben net terug van een korte vakantie waar ik het boek 'a universe from nothing' van Lawrence Krauss nog eens goed heb doorgespit.

Sowieso leuk om te lezen over bijvoorbeeld de rivaliteit tussen de verschillende teams die bezig waren met het bepalen van de snelheid van de expansie en de verandering daarin. Toch blijven er voor mij ook een aantal zaken nogal onduidelijk:

- hoe komt men eigenlijk tot de verhouding donkere materie / donkere energie? (30 / 70).

je meet de hoeveelheid donkere materie
je neemt de hoeveelheid (donkere) energie die nodig is om voor de versnelde uitzetting van het heelal te zorgen.
je vergelijkt die twee met elkaar
de verhouding 30/70 is zo omdat het momenteel zo is en de hoeveelheid donkere energie zal alleen maar toenemen met de expansie van het heelal

quote:

- is 'donkere energie' energie in de reguliere zin van het woord? En zo ja, zou die energie dan niet volgens E=MC^2 een massa moeten hebben die juist zorgt voor aantrekking, en niet voor afstoting?

In de formules Kraus gebruikt staat de kosmologische constante aan de linkerkant terwijl massa en energie rechts staan.
De donkere energie van een ruimte is dan het volume van die ruimte maal de kosmologische constante.
Omdat de constante aan de linkerkant staat wordt de donkere energie in die ruimte negatief ten opzichte van normale energie en zorgt daardoor voor een negatieve aantrekkingskracht.

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 14:06 schreef Mr.44 het volgende:

[..]

je meet de hoeveelheid donkere materie

Hoe doet men dat precies? En hoe weet men dat het gaat om iets anders dan reguliere materie en ook iets anders dan donkere energie?

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 14:06 schreef Mr.44 het volgende:

je neemt de hoeveelheid (donkere) energie die nodig is om voor de versnelde uitzetting van het heelal te zorgen.

Dat deel was me inderdaad duidelijk. Maar ik mis een stap, die in elk geval niet in het boek in detail wordt toegelicht.

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 14:06 schreef Mr.44 het volgende:

[..]

In de formules Kraus gebruikt staat de kosmologische constante aan de linkerkant terwijl massa en energie rechts staan.
De donkere energie van een ruimte is dan het volume van die ruimte maal de kosmologische constante.
Omdat de constante aan de linkerkant staat wordt de donkere energie in die ruimte negatief ten opzichte van normale energie en zorgt daardoor voor een negatieve aantrekkingskracht.

Hmm.... interessant. Is er dan ook sprake van 'negatieve massa'? Lijkt me ook weer wat vreemd... massa is een verzetten tegen versnelling. Dat zou betekenen dat iets met een negatieve massa uit zichzelf versnelt.

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 14:11 schreef Molurus het volgende:

[..]

Hoe doet men dat precies? En hoe weet men dat het gaat om iets anders dan reguliere materie en ook iets anders dan donkere energie?

Deze afbeelding staat ook in het boek.
Dit is de gemeten massa in een melkwegcluster.
De massa is gemeten dankzij het feit dat massa als een lens kan werken en hoeveel massa er op ieder punt zou moeten zitten om dat effect te verkrijgen.
ieder punt is een melkweg, zichtbare materie.
de massa die om de punten heen zit is een onzichtbare massa in lege ruimte en binnen de melkwegstelsels zelf

quote:

[..]

Dat deel was me inderdaad duidelijk. Maar ik mis een stap, die in elk geval niet in het boek in detail wordt toegelicht.

welke stap?

quote:

[..]

Hmm.... interessant. Is er dan ook sprake van 'negatieve massa'? Lijkt me ook weer wat vreemd... massa is een verzetten tegen versnelling. Dat zou betekenen dat iets met een negatieve massa uit zichzelf versnelt.

Als tachyonen theoretisch mogelijk zijn

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:18 schreef Mr.44 het volgende:

[..]

[ afbeelding ]
Deze afbeelding staat ook in het boek.
Dit is de gemeten massa in een melkwegcluster.
De massa is gemeten dankzij het feit dat massa als een lens kan werken en hoeveel massa er op ieder punt zou moeten zitten om dat effect te verkrijgen.
ieder punt is een melkweg, zichtbare materie.
de massa die om de punten heen zit is een onzichtbare massa in lege ruimte en binnen de melkwegstelsels zelf

[..]

welke stap?

Het onderscheid tussen 'normale massa' en 'massa in de vorm van donkere materie' in het bovenstaande plaatje. Wat men daar meet is massa, ongeacht wat voor massa het is.

Hoe weet men welk deel daarvan geen normale massa is?

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:18 schreef Mr.44 het volgende:

[..]

Als tachyonen theoretisch mogelijk zijn

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:22 schreef Molurus het volgende:

[..]

Het onderscheid tussen 'normale massa' en 'massa in de vorm van donkere materie' in het bovenstaande plaatje. Wat men daar meet is massa, ongeacht wat voor massa het is.

Hoe weet men welk deel daarvan geen normale massa is?

omdat het ook zit op plekken waar geen melkwegstelsels zitten en wat er tussen de melkwegstelsels zit onzichtbaar is in het complete spectrum waarin telescopen kunnen kijken.
dus er zit een massa (of iets wat hetzelfde effect heeft als massa) die we niet kunnen zien, een donkere materie.
de afbeelding staat trouwens op bladzijde 57 van de Nederlandse vertaling en de cluster zelf op 55

quote:

[..]

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:34 schreef Mr.44 het volgende:

[..]

omdat het ook zit op plekken waar geen melkwegstelsels zitten en wat er tussen de melkwegstelsels zit onzichtbaar is in het complete spectrum waarin telescopen kunnen kijken.
dus er zit een massa (of iets wat hetzelfde effect heeft als massa) die we niet kunnen zien, een donkere materie.

Maar goed... de meeste gewone materie geeft ook geen licht. Hoe bepaal je welk deel van de reguliere materie 'zichtbaar' is met telescopen? Zo'n cluster kan behoorlijk gevuld zijn met gewoon stof zonder dat we dat zien met telescopen. Hoe kan de conclusie getrokken worden dat het gaat om iets fundamenteel anders dan wat wij kennen als reguliere materie?

Het is iets dat Krauss in zijn lezing op youtube ook achterwege laat... 'omdat het teveel tijd zou kosten om uit te leggen'.

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:34 schreef Mr.44 het volgende:

de afbeelding staat trouwens op bladzijde 57 van de Nederlandse vertaling en de cluster zelf op 55

Ja, ik ben vanzelfsprekend bekend met dit plaatje.

quote:

Op zaterdag 19 juli 2014 15:39 schreef Molurus het volgende:

[..]

Maar goed... de meeste gewone materie geeft ook geen licht. Hoe bepaal je welk deel van de reguliere materie 'zichtbaar' is met telescopen? Zo'n cluster kan behoorlijk gevuld zijn met gewoon stof zonder dat we dat zien met telescopen. Hoe kan de conclusie getrokken worden dat het gaat om iets fundamenteel anders dan wat wij kennen als reguliere materie?

Maar gewone materie heeft wel interactie met licht.
als een stofwolk maar dicht genoeg is kan je die zien omdat je niet (minder) ziet wat erachter zit.
een sterke supernova zou stof buiten een melkwegstelsel kunnen belichten en zichtbaar maken.

Daarnaast gedragen sterren in melkwegstelsels zich vreemd. Sterren hebben grofweg dezelfde rotatiesnelheid rond het centrum van een stelsel als sterren aan de rand van dat stelsel, terwijl objecten aan de rand een lagere snelheid zouden moeten hebben.
Één van de mogelijke oplossingen hiervoor is donkere materie.

quote:

Het is iets dat Krauss in zijn lezing op youtube ook achterwege laat... 'omdat het teveel tijd zou kosten om uit te leggen'.

[..]

Ja, ik ben vanzelfsprekend bekend met dit plaatje.

09-09-2014

Donkere materie verklaart ontbrekende sterrenstelsels

In het vroege universum raakte donkere materie verspreid door het heelal dankzij interacties met deeltjes als fotonen en neutrino’s, menen Engelse en Franse kosmologen. Daardoor zijn er nu minder sterrenstelsels in de nabijheid van de Melkweg dan modellen voorspellen.


De twee verschillende donkere-materie-modellen. De kleuren laten de dichtheid van donkere materie zien (rood is een hoge dichtheid, blauw is een lage dichtheid). Links is het oude model te zien: rondom donkere-materie-clusters zijn veel sterrenstelsels gevormd. Rechts is het nieuwe model te zien: de donkere materie is verspreid, en daardoor zijn er minder sterrenstelsels ontstaan.
Bron: Durham University

Een publicatie in de Monthly Notices of the Royal Astronomical Society lijkt een oud kosmologisch raadsel op te lossen. Wetenschappers vragen zich al jarenlang af waarom er minder sterrenstelsels in de buurt van de Melkweg zijn dan kosmische modellen voorspellen. Het team van Engelse en Franse kosmologen oppert dat het antwoord bij donkere materie ligt.

Donkere materie
Donkere materie is een goedje dat een groot deel van het universum vult. Hoewel we het niet kunnen observeren, weten we wel dat het bestaat. Bewegingen van en in sterrenstelsels laten namelijk zien dat ‘iets’ aan de stelsels trekt. Deze zwaartekracht kan alleen afkomstig zijn van een (onzichtbare) materievorm.

De kosmologen stellen in hun artikel dat donkere-materie-deeltjes niet alleen interacties zijn aangegaan dankzij de zwaartekracht, maar dat ze in het vroege heelal ook interacties hebben gehad met lichtdeeltjes (fotonen) en neutrino’s. Door deze interacties zouden de donkere-materie-deeltjes meer verspreid zijn geraakt in de ruimte dan kosmologen voorheen dachten.

Sterrenstelsels
Dat zou de vorming van sterrenstelsels aardig in de weg hebben gezeten. Sterrenstelsels zijn gevormd rondom klonteringen van donkere materie. In deze klonters raakte gas gevangen waar uiteindelijk sterren uit vormden. Als donkere materie tijdens deze vormingsperiode meer verspreid was dan voorheen gedacht, zouden er minder plekken met dergelijke klonters zijn, en zijn er dus ook minder sterrenstelsels geboren.

Deeltjes
Met simulaties gingen de onderzoekers na hoe sterk de interacties tussen de donkere-materie-deeltjes en fotonen en neutrino’s moesten zijn, om het plaatje te verkrijgen dat we vandaag de dag in de kosmos zien. De vondst is daarom ook van belang voor deeltjesfysici, die uit de simulaties wat kunnen leren over de interacties tussen donkere materie en andere deeltjes.

(newscientist.nl)

07-10-2014

Donkere materie bestaat niet uit bosonische super-WIMPs


De Japanse XMASS-detector. (Kavli IPMU)

Japanse onderzoekers hebben met de XMASS-detector geen aanwijzingen gevonden voor het bestaan van zogeheten bosonische super-WIMPs - hypothetische deeltjes die een mogelijke verklaring zouden kunnen vormen voor de donkere materie in het heelal. Het bestaan van de lichte deeltjes, die vrijwel geen wisselwerking met 'normale' materie zouden vertonen, was gesuggereerd omdat de populaire kandidaat voor de donkere materie - de supersymmetrische WIMP, of weakly interacting massive particle - tot nu toe nog steeds niet is gevonden. Bovendien stemmen de waarnemingen van de materieverdeling in het heelal op de schaal van individuele sterrenstelsels en dwergstelsels niet goed overeen met de voorspellingen van modellen met supersymmetrische WIMPs.

De XMASS-detector, die gebruik maakt van een ton vloeibaar xenongas om zeldzame interacties van onbekende elementaire deeltjes te registreren, heeft echter geen aanwijzingen gevonden voor het alternatief van de bosonische super-WIMPs. Daarmee blijft de donkere materie vooralsnog even raadselachtig als ze altijd al is geweest. De resultaten van het Japanse experiment zijn gepubliceerd in Physical Review Letters. (GS)

(allesoversterrenkunde)