Bestaat donkere materie wel?

De wetenschap zoek al heel wat jaren naar donkere materie maar bestaat dat wel?

Door Gerben de Jong

Donkere materie deel 2 (Naar Sabine Hossenfelder "Dark Matter: The situation has changed")

Vanaf midden jaren tachtig was de opvatting dat donkere materie 80% van alle materie uitmaakte en 24% van alle materie en energie samen. Donkere materie moet je niet verwarren met donkere energie. Donkere energie doet het universum steeds harder uitdijen. Donkere materie laat sterrenstelsels harder draaien. Aanvankelijk dacht men dat donkere materie bestond uit deeltjes die nog niet waargenomen waren. Er kwamen een aantal deeltjes in aanmerking:

Nu hoef je alleen nog op zoek te gaan naar die deeltjes om donkere materie te vinden. Op zeker moment zal iemand zo’n deeltje vinden, een nobelprijs krijgen en we zijn klaar. Alleen… het is na twintig jaar nog steeds niet gelukt om zo’n deeltje te vinden! Er zijn zelfs verschijnselen waargenomen door sterrenkundigen die steeds moeilijker te verklaren zijn met de veronderstelling van “zwarte deeltjes materie”.

Wat de zwarte deeltjes materie wel kan verklaren:

Twintig jaar geleden was het algemene idee dat donkere materie de problemen in de waarnemingen van sterrenkundigen prima konden oplossen. Maar er zijn nieuwe problemen gekomen. Bijvoorbeeld:

Als je de donkere materie moet verlaten, dan zul je een andere gravitatietheorie moeten bedenken. De bekende gravitatiewet zou dan fout moeten zijn. Met een aangepaste gravitatiewet (modified gravity) zou je bijna alle problemen kunnen oplossen. Behalve de temperatuurverdeling van de microgolf achtergrondstraling. En met clusters van sterrenstelsels werkt het ook nog niet helemaal goed.

Donkere materie werkt dus in het ene geval beter en een aangepaste modified gravity in het andere geval. Het zou dus kunnen zijn, dat het allebei waar is. Donkere materie veronderstelt nieuwe deeltjes en modified gravity veronderstelt een nieuw gravitatieveld. In de kwantummechanica zijn deeltjes en velden uitwisselbaar. Ze hebben dus dezelfde bron. Het gedrag van de waarneming bepaalt of je beter met donkere materie kunt werken of met een nieuw gravitatieveld. Je zou het probleem moeten benaderen vanuit het oogpunt van sterk samengeperste materie. De aanwezigheid van donkere materiedeeltjes geeft sterk samengeperste materie en verandert het gravitatieveld. Het onderscheid tussen zwarte materie en een nieuw gravitatieveld valt dan weg. De vraag is nu hoe je die twee benaderingen kunt combineren!?

 


Dit artikel is gebaseerd op een vlog van Sabine Hosenfelder: Dark Matter: The Situation has Changed - YouTube

Meer lezen van Gerben de Jong.

Gerben de jong is voorzitter van Sterrenvereniging Astra Alteria en heeft als docent natuurkunde op het Marnix College te Ede gewerkt. Op het Marnix College en ook op de school waar hij voor het Marnix werkte heeft hij jaarlijks een clubje brugklasleerlingen begeleid die geïnteresseerd waren in sterrenkunde: de Milky Way Club. Gerben wil ons graag laten zien hoe mooi en vooral wijds de sterrenhemel is.

 

Afdrukken