7 december 2016

Vormen fotonen met massa wellicht de verklaring voor donkere energie?

fotonen

In 1998 werd door twee onafhankelijke teams met behulp van waarnemingen aan ver verwijderde type Ia supernovae dat de snelheid waarmee het heelal uitdijt toeneemt, een ontdekking die de leiders van de teams de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen opleverde. Oorzaak van die versnelde uitdijing: de donkere energie, een mysterieuze vorm van energie die een afstotende werking heeft, tegengesteld aan de aantrekkingskracht die materie door middel van de zwaartekracht heeft. De meeste natuur- en sterrenkundigen denken dat die donkere energie gevormd wordt door de kosmologische constante ?, een door Albert Einstein reeds in 1917 ge

Reacties

  1. EnceladusEnceladus zegt:

    Valt er een experiment te bedenken waarmee de massa van fotonen gemeten kan worden?

    groet,
    Gert (Enceladus)

    • Ik ben bang van niet. In de bron wordt gezegd: “The proposed mass of the photon is, for all intents and purposes, immeasurably small, so using it instead of a cosmological constant to explain dark energy is trading something we can’t verify for something we can’t explain.”

      • Ik denk dat het extra moeilijk zal zijn vanwege twee dingen die een experiment kunnen doen mislukken.

        De eigenschap van een foton dat het momentum heeft, en het buigen van ruimte-tijd dat ook invloed heeft op fotonen/licht. Hoe sluit je die twee effecten uit om een false-positive te voorkomen.

        Dat van die enorm kleine massa zie ik niet direct als een probleem…je kan toch miljarden fotonen tegelijk op je weegschaal (experiment) leggen?

        • Fotonen zijn bosonen, die niet gehinderd worden door het Pauli-principe. Dat betekent dat je oneindig veel van die fotonen op de punt van een naald kan stoppen (naar analogie van de vraag die in de Middeleeuwen werd gesteld, hoeveel engelen er op de punt van een naald passen). Ja, daarmee zou je wellicht de massa kunnen bepalen, als je weet hoeveel fotonen er bij elkaar in een stukje ruimte zitten.

          • Het aantal fotonen is nog wel uit te komen. Als je b.v. laser gebruikt in het experiment, dan ken je de frequentie en golflengte van de fotonen. Die fotonen hebben elk een vaste hoeveelheid energie. De energie output van de laser gedeeld door de energie per foton geeft het aantal fotonen. Werken met bepaalde hoeveelheden fotonen hebben ze al redelijk ervaring mee.

            Energie van een foton
            Energie = (Plancks constant * C) / golflente

            Aantal fotonen in een lichtstraal
            Energie v.d. lichtstraal / Energie per foton

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Maar als je het aantal fotonen kunt vaststellen, is het dan ook mogelijk om bijvoorbeeld een miljoen fotonen te isoleren en daar de massa van te bepalen? Dan deel je die door een miljoen en dan heb je alsnog de massa per foton. Of maak ik nu een cruciale denkfout?

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Het zou mooi zijn als dat zou kunnen….

            Een foton kan maar 1 ding en dat is verplaatsen met de snelheid van het licht (in vacuum). Je kan een foton niet afremmen of stoppen. Het is ook electrisch neutraal, dus je kan het ook niet “vasthouden” in een magnetisch veld, zoals ze b.v. met antideeltjes doen.

            Dus stel je stopt een miljoen fotons in een doos, dan zal de wand van die doos de fotons absorberen en misschien ook weer fotons uitspugen. En als de wand van de doos een perfecte spiegel zou zijn, dan krijgt de doos meer massa a.g.v. het weerkaatsen van de fotonen (hun momentum). De doos krijgt meer massa, ongeveer net zoals protonen/neutronen hun massa grotendeels krijgen van de snelle bewegingen van de 3 quarks waarvan ze gemaakt zijn. Dus je kan niet stellen dat de massavermeerdering van de doos de massa van de fotonen is, helaas.

            Misschien is er een methode om fotonen te isoleren en iets met massa te doen, maar ik ken er zo 1-2-3 geen. Er staat wel een stukje over experimenten t.b.v. foton/massa op wiki maar daal haal ik niet veel uit. Ben bang dat het weer een avondje googlen gaat worden 🙂 (ik zeg “bang” omdat m’n lijstje uit-te-zoeken maar niet korter wil worden)

            https://en.wikipedia.org/wiki/Photon#Experimental_checks_on_photon_mass

          • Als je 2 fotonen (gamma) van 510 keV laat reageren dan krijg je een electron en een positron die samen de equivalente energie massa hebben, maar ja, wat kan je daar mee…

          • Het zou kunnen mits de tot nu toe hypothetische lichtbatterij tot realiteit kan komen.
            http://www.visionair.nl/ideeen/ideeen1/de-lichtbatterij-2-opladen-en-aftappen/
            Dan weet men mbv een laser hoeveel fotonen erin zitten, en dus ook het gewicht, men zou dat dan wel moeten corrigeren op de zwaartekracht, of in het nagenoeg luchtledige moeten uitproberen. Ik vindt deze theorie een waardige opvolger van de donkere energie (die ik persoonlijk nooit aangehangen heb).

  2. Hun uitgangspunt is TEVES. Was al niet aangetoond dat dit model niet correct is?

    Op zich een interressante verklaring voor de Dark Matter Halo rondom sterrenstelsels. Juist daar bevinden zich enorme hoeveelheden fotonen.

    Mies

    • StoerecurryStoerecurry zegt:

      Het huidige model heeft ook wel her en der een aantal gaatjes, dit betekent niet dat men de hele theorie in de prullenbak mag mieteren.

  3. met energie kun je een kracht uitoefenen,
    maar hoe kun je nu met iets dat massaloos is bijv druk bewerkstelligen. ?

    en als fotonen afstoten ( ? = gelijk aan tegengepoold ? ) waarom gaan ze dan niet net als neutrino’s overal langs of doorheen. ? maar worden ze ipv daarvan geabsorbeerd door vrijwel alles wat op hun pad komt.

  4. Appels met peren vergelijken: Oorzaak van die versnelde uitdijing: de donkere energie, een mysterieuze vorm van energie die een afstotende werking heeft, tegengesteld aan de aantrekkingskracht die materie door middel van de zwaartekracht heeft.

  5. Fotonen met massa donkere energie? Zwart licht dus… 🙂

  6. Henk-Jan zegt:

    Een zonne-zeil werkt. Dat is toch aangetoond? Fotonen brengen dus (een afstotende) kracht over op materie. Een melkwegstelsel zendt een he-le-boel fotonen uit. Z’n buurman ook. Ik vind het best een logische gedachte.

    • Dat klopt wat je zegt, maar het zijn twee verschillende effecten.

      Uit het bron artikel, http://www.sciencealert.com/heavy-light-could-explain-dark-energy kan je lezen:
      “They showed that if the photon’s mass is 10 million times smaller than that limit, the way that photons interact with the different fields and forces in the Universe leads to a repulsive effect that looks an awful lot like what we’ve been calling dark energy. In other words, massive photons could cause dark energy. ”
      Het gaat dus over een wisselwerking van de voorgestelde fotonen-met-massa met andere velden en krachten in het heelal. Bij die velden en krachten kan je denken aan magnetische velden, de velden waaruit virtuele deeltjes ontstaan en weer verdwijnen, misschien zwaartekrachtvelden zelf, etc

      Het zonnezeil werkt puur op het momentum van de foton. Dit zeil werkt ook als fotonen (zoals we nu denken) helemaal geen massa hebben.
      “Een zonnezeil is een onderdeel van een ruimtevaartuig zonder eigen aandrijving, dat wordt voortgestuwd door de stralingsdruk op het zeil afkomstig van de deeltjes (fotonen) waaruit het zonlicht bestaat. De fotonen weerkaatsen van grote spiegelende zeilen waardoor het ermee verbonden ruimtetuig in beweging wordt gebracht.” https://nl.wikipedia.org/wiki/Zonnezeil

      Ps, de engelse versie over het zonnezeil is een stuk uitvoeriger https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail#Solar_radiation_pressure

      • Ik meende altijd dat de hoofdzaak van het zonnezeilen vooral op protonen gebaseerd was.

        • Dat is geen gekke gedachte, omdat de energie van zonnewind (geladen deeltjes materie) veel groter is, door de hoge snelheid van de deeltjes. Maar de dichtheid is te klein. Er zijn er simpelweg niet genoeg van. De fotonen winnen het omdat er een miljard fotonen voor elk materie-deeltje (subatoom/atoom/molecuul) in de ruimte aanwezig is. Maar de protonen in de zonnewind duwen wel een beetje mee tegen een zonnezeil….gelukkig zijn er zo weinig anders zou het zo’n ultra licht en dun zeil in no-time wegblazen…zeg maar “zandstralen”

  7. StoerecurryStoerecurry zegt:

    Het zonnezeilen zou ook alleen maar tot een versnelling kunnen leiden binnen onze heliosfeer, daarna krijg je pas weer een versnelling in een nieuw zonnestelsel. Alle tijd die daar tussen zit wordt je wel weer afgeremd door intergalactische deeltjes. Dus ik denk niet dat het zeilen een antwoord is voor het verre afstand reizen.

    • rudiev zegt:

      Je remt af als je een nieuwe zonnestelsel betreedt, dan heb je zeg maar tegenwind, totdat je de wind, uhh zon, weer in de rug hebt. 🙂

      • StoerecurryStoerecurry zegt:

        Maar ook de intergalactische deeltjes die je tegenkomt in de ruimte tussen de verschillende zonnestelsels zullen je afremmen.

Geef een reactie