20 mei 2018

Het donkere materievrije sterrenstelsel NGC 1052-DF2 blijft de gemoederen bezig houden

Een kleine maand geleden was daar het bericht dat sterrenkundigen een sterrenstelsel hadden ontdekt dat bijna geheel vrij was van donkere materie, NGC 1052–DF2, een ultradiffuus sterrenstelsel in het sterrenbeeld Walvis (Cetus), 62 miljoen lichtjaar hier vandaan. De waarnemingen waren gedaan met de Dragonfly Telephoto Array en bevestigd met de HST, Keck en Gemini telescopen. De sterrenkundigen onder leiding van Pieter van Dokkum rapporteerden er over in Nature en ze zagen er een aanwijzing in dat de modellen die uitgaan van ‘modified gravity, die ‘stellen dat de zwaartekrachtswetten van Newton en Einstein niet correct zijn en dat met aangepaste wetten donkere materie niet nodig is, met de ontdekking van de bijzondere aard van NGC 1052-DF2 in de prullenbak kunnen. Sindsdien is er een grote discussie in de astronomische blogosfeer losgebarsten over de vraag of de ferme stellingname van Van Dokkum et al wel juist is. De meeste sterrenstelsels roteren sneller dan de theorie voorschrijft – gisteren had Marcel Vonk het er bij Huygens nog over in z’n boeiende lezing over emergente zwaartekracht – en daarom kwamen sterrenkundigen met de donkere materie op de proppen, om die versnelde rotatie te verklaren. Maar wat doet NGC 1052-DF02: die roteert amper.

Van Dokkum’s groep bestudeerde tien bolvormige sterrenhopen bij NGC 1052-DF2 en op grond van de zogeheten snelheidsdispersie van die bolhopen (hierboven in de grafiek te zien) kwamen ze tot de conclusie dat het stelsel amper roteert en dat de dynamische massa van NGC 1052-DF2, dat is de totale massa (donkere materie plus gewone materie) 3,4 x 10^8 zonsmassa was, pakweg net zo veel als de waargenomen massa van z’n gas en sterren. Ergo: er is geen donkere materie in NGC 1052-DF2. Maar ja, tien bolhopen is niet veel en eentje ervan – GC-98 genaamd, je ziet ‘m links in de grafiek – had met een dispersie van 39 km/s een behoorlijk afwijkende waarde. Vandaar dat een groepje sterrenkundigen onder leiding van Nicolas Martin met een nieuwe statistische analyse kwam van de waarnemingen van Van Dokkum en de conclusie was dat je helemaal niet kan zeggen dat er geen donkere materie in NGC 1052-DF2 is.

Van Dokkum heeft op zijn eigen website ook gereageerd op die nieuwe analyse en kwam met een eigen hernieuwde analyse, hierboven te zien. Hij besluit dat hij met nieuwe waarnemingen aan met name de bolhopen GC-98 en GC-101 denkt zijn stelling te kunnen bevestigen. Mia de Los Reyes, sterrenkundestudente in de VS, kwam via deze tweet met een schitterende meme van de losgebarsten dicussie – haha, ik zie zo’n discussie al voor mij:

Verder zijn er ook nog vragen gerezen of de waarnemingen aan NGC 1052-DF2 het einde betekenen van de theorieën van modified gravity, zoals de MOND theorie van Milgrom en de emergente zwaartekracht van Verlinde, die stellen dat je bij alle sterrenstelsels met gewone (baryonische) massa effecten van schijnbare donkere materie kunt verwachten. Deze heren, waaronder Milgrom himself, zijn het daar duidelijk niet mee eens. Afijn, de discussie over NGC 1052-DF2 is lang en ik zou er – als ik niet zometeen boodschappen moest gaan doen – nog vele pagina’s mee kunnen vullen, maar laat ik afsluiten met te zeggen dat we hier vast en zeker nog op terug zullen komen. Bronnen: Backreaction + The Reference Frame + Astrobites + Gizmodo + In the Dark +Triton Station.

Reacties

  1. Laten we DM maar Babylonische Massa noemen i.v.m. voortdurende spraakverwarring.
    Ik dacht dat MOND al begraven was sinds LIGO i.c.m. andere waarnemingen dit model definitief had ontkracht.
    citaat: “It is true that these MOND theories are excluded by the neutron star merger data”……
    bron:https://www.smithsonianmag.com/science-nature/what-neutron-star-collision-means-dark-matter-180967016/
    Of bestaat er al een Modified MOND waar EM en gravitatie golven dezelfde snelheid hebben 🙂 ?

  2. Emergente zwaartekracht: Weerlegd.
    MOND: Komt niet overeen met observaties.
    TeVeS: Idem

    Dark Matter: Geen theoretische onderbouwing, en geen spat aan bewijs.

    • Maar “gewone” zwaartekracht heeft ook geen theoretische onderbouwing, ondanks alle gravitatie wetten van Newton 🙂 , het bedachte graviton dat mij aan de grond houdt moet nog steeds aangetoond worden.

  3. Marc Opdebeeck zegt:

    Men heeft dus geen idee hoe zwaartekracht precies werkt en hoe het systeem dat zwaartekrachtgolven en de effecten van donkere materie veroorzaakt opgebouwd is. Moet de theoretische fysica niet grondig herzien worden?
    Laat staan hoe donkere energie werkt?
    De wetenschap is verder dan ooit verwijderd van de echte waarheid! Pathetisch niet?

  4. Newton davht dat zwaartekracht direct werkte, dus zonder “reistijd” nodig te hebben. Sinds Einstein weten we dat zwaartekracht reist met de snelheid van licht. En als hij gelijk heeft dat de aanwezigheid van massa of energie de ruimte-tijd buigt, wat wij ervaren als zwaartekracht, is het wel degelijk emergent.

    Dat zwaartekracht reist met lichtsnelheid kan geen toeval zijn. Je komt dan makkelijk terecht op de graviton, massaloos. Voor het Higgsdeeltje moesten ze het LHC bouwen en duizenden wetenschappers aan het werk zetten. Toch gevonden uiteindelijk. Ik beweer niet dat het graviton bestaat, maar kan me voorstellen dat het niet zo makkelijk is aan te tonen of te bewijzen.

    Voor DM is al aardig wat bewijs voorhanden. Welke mij het meest aanspreekt is waargenomen zwaartekrachtlenzen, zonder dat er op de voorgrond een spat aan materie te zien is die deze lens zou moeten veroorzaken.

    Bij Einsteins buigen van ruimte-tijd legt men meestal de nadruk op het buigen van ruimte, maar het buigen van tijd is eigenlijk waar het (bijna?) in zijn geheel om gaat.

    Het is voor ons leken extra moeilijk om zaken als dit te bevatten. Het lullige is dat “vereenvoudigingen” in het onderwijs het alleen maar erger maken. We hebben b.v allemaal van “relativistische massa” gehoord, toch? Het probleem is alleen dat het niet bestaat…de enige massa die bestaat is de rustmassa. Je leest ook regelmatig over de spin van deeltjes….het heeft alleen niks met spin (rotatie) te maken. Niemand weet hoe bijvoorbeeld een electron eruit ziet….het draait dan ook niet om zijn as….niemand weet of het uberhaubt een “as” heeft. Maar ja, het heeft een noord- en een zuidpool en kan spin-up of spin-down zijn. Omdat normaal gesproken een geladen deeltje dat om zijn as draait een magnetisch veld zou creeren, met bijbehorende polen, noemen ze het om historische/vereenvoudigende redenen de “spin” van een deeltje. Ik noem twee voorbeelden. Maar stel dat je met een lading van die misconcepties in je hoofd rondloopt, hoe kan je je dan op een goede manier bezig houden met depri veroorzakende dingen als zwaartekracht 🙂

  5. Ill Matilled zegt:

    Op Teutul Sr.’s shirt staat ‘Orange County’ (de county in NY niet in Cali) en Oranje is toch wel een gigantje in de astronomie hoe je het wendt of keert. Overal een kwalitatief hoogstaande vinger in de pap van een samenhorige (wetenschappelijke) entiteit die bruikbare resultaten produceert nu al eeuwen lang.

    De zoon heeft wel een simpel punt over de ‘sample size’ die niet representatief kan zijn voor een gestandardiseerde uitleg tot er meer soortgelijke structuren zijn bestudeerd maar men is ongecontroleerd gedreven bijna.

  6. Marc Opdebeeck zegt:

    Massa en fotonen bewegen zich allebei in de gekromde ruimtetijd. Beiden ondervinden de geodetische lijnen waar ruimte per tijd verschilt. Ook fotonen zonder massa bewegen zich doorheen deze gekromde ruimtetijd waar ze met dezelfde tijd (sinusgolfbeweging van hun propagatie) een gekrompen ruimte ondervinden als ze naar een massacentrum van een planeet, zon of zonneslsel bewegen met een blueshift tot gevolg en een redshift in de andere richting. Fotonen worden afgebogen door het vernauwend effect met meer vectoractiviteit in de richting van een zwaartekrachtcentrum. Dit is een gevolg van het zogezegde donkere materie effect. Massa en fotonen bewegen door het ruimtetijdmedium als superpositie bovenop de ruimtetijd oscillatie. Misschien een beetje ingewikkeld en te vroeg omdat de wetenschap nog niet op hoogte is van deze ruimtetijd interpretatie.
    Gravitatie is oneindig snel vanwege de standing wave oscillatie van het ruimtetijd medium, maar dit zal voor de huidige wetenschap nog te veel vragen oproepen. Ze werkt zeker niet met golven vanuit Higgsdeeltjesof gravitonen welke een chaos zou veroorzaken in momenta. Gravitatie van een massa is ook beperkt in afstand en is niet oneindig.
    Het kadert allemaal in een groter plaatje van een universum theorie van alles. De nieuwe (hypothetische) theorie van alles omvat een 500 tot 1000 pagina’s en ik ben deze sinds drie jaar geleden aan het testen met de observaties zoals die van astronieuws en nieuwe ontdekkingen in fysica.
    Ze weten inderdaad niet precies wat een proton, elektron of neutrino is(het is zeker geen puntdeeltje zoals er gesuggereerd wordt).
    Ik moet toegeven dat er serieuze hiaten zitten in onze huidige wetenschappelijke visie over het universumgeheel. Wat is massa juist?Hoe werkt gravitatie precies en hoe zit ze verweven in de veel sterkere elektromagnetische krachten. De Big Bang is verkeerd ondanks hun vier sterke argumenten zoals CMBR , olbers paradox, waterstof en helium verhoudingen en expanderend universum die allemaal op een betere manier kunnen uitgelegd worden in een ander model. Het expanderend universum? Antimaterie? Waarom zijn er drie smaken in quarks? W.bosons en Z bosons met zware massa? De zin en betekenis van het universum? Enzoverder….

Laat wat van je horen

*