18 augustus 2018

Wordt de donkere materie gevormd door mini-zwarte gaten afkomstig van de oerknal?

Credit: Wikimedia Commons/Alain R

De ontdekking van zware stellaire zwarte gaten (massa ?10-40 zonsmassa) als gevolg van de detectie van zwaartekrachtsgolven door de LIGO/VIRGO detector leverde al de suggestie op dat dit soort zwarte gaten, die in het vroege heelal moeten hebben bestaan, wellicht de donkere materie of een deel ervan vormen. Sinds kort is daar een variant van verschenen: op 23 maart verscheen het artikel Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter in het vaktijdschrift Physical Review Letters, een artikel van de Spanjaarden J. R. Espinosa, D. Racco en A. Riotto. Die komen daarin met een model dat begint met Higgs bosonen, die kort na de oerknal 13,8 miljard jaar geleden moeten zijn ontstaan. Die Higgs bosonen – ook wel de God-deeltjes genoemd, omdat ze massa geven aan alle elementaire deeltjes die massa hebben – zijn in 2012 ontdekt en ze zijn zo’n 126 keer zwaarder dan een proton. Dat Higgs boson is een soort van excitatie van het alomaanwezige Higgs veld, zoals een foton een excitatie van het elektromagnetisch veld is. Natuurkundigen hebben het vermoeden dat het Higgs boson niet stabiel is, omdat het zich in een zogeheten vals vacuüm bevindt en daarmee zorgt voor een metastabiliteit van het heelal – leze deze blog over dat onderwerp.

Is het Higgs boson stabiel (echt vacuum) of niet (vals vacuum)? Credit: APS.

Gedurende de inflatieperiode, die kort na de oerknal moet hebben plaatsgevonden, waarbij het heelal exponentieel in omvang groeide, moeten het instabiele Higgsveld en de Higgs bosonen hebben gemerkt dat er kwantum fluctuaties ontstonden, die het gevolg waren van verschillen in dichtheid in de verschillende regio’s van het expanderende heelal. Toen moeten er uit die kwantum fluctuaties massaal mini-zwarte gaten zijn ontstaan, die een massa hadden van 5 x 10^17 gram, 50 biljoen kg, pakweg de massa van de Mount Everest.

Credit afbeelding: PRL.

Het zijn deze mini-zwarte gaten (‘primordial black holes’, PBH’s), die volgens de drie Spanjaarden álle donkere materie in het heelal vormen (de rode piek in de afbeelding hierboven). Die zwarte gaten moeten nog bestaan, want de Hawking verdamping gaat erg langzaam – de levensduur van zwarte gaten met die massa is 3,3 x 10^20 jaar. Met grote telescopen zoals de Large Synoptic Survey Telescope (LSST), die nu in aanbouw is in Chili, zouden de signalen van dergelijke mini-zwarte gaten zichtbaar moeten zijn. Bron: Space.com + Francis Naukas.

Reacties

  1. Wanneer ik de enorme verscheidenheid aan mogelijkheden voor wat betreft oorzaak, of samenstelling beschouw, kan ik maar tot éen conclusie komen: men heeft werkelijk geen idee.
    Ieder, maar dan ook echt ieder experiment dat is uitgevoerd om DM aan te tonen, heeft geen resultaat gehad.
    Tot nu toe is men niet verder gekomen dan grafieken, en simulaties.
    Een theoretische onderbouwing over ontstaan, samenstelling, en eigenschappen ontbreekt volledig.

    Heeft een cluster een afwijkende rotatiesnelheid? Dark Matter!
    Is er geen Dark Matter aantoonbaar? Dan tóch Dark Matter!

    De wetenschap is op een dwaalspoor terecht gekomen, en niet alleen wat dit onderwerp aangaat

Laat wat van je horen

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.