18 augustus 2018

Is donkere materie soms een supervloeistof?

Het debat over het bestaan van donkere materie lijkt twee kanten uit te gaan: de donkere materie kunnen we vooralsnog niet direct waarnemen, maar dat lijkt een kwestie van tijd (en geld voor steeds duurdere detectoren) tegenover de donkere materie zal nooit gevonden worden, want hij bestaat helemaal niet. In dat laatste geval gaat men er van uit dat de zwaartekrachtswetten van Newton en Einstein gewoon niet kloppen. Op de schaal van sterrenstelsels lijken de alternatieve zwaartekrachtswetten, zoals MOND van Milgrom en de emergente zwaartekracht van Verlinde, gelijk te hebben: de gemeten rotatiecurves komen aardig overeen met hun voorspellingen. Echter op grotere schalen, van de clusters van sterrenstelsels tot de kosmologische schaal van het gehele heelal, zitten de alternatieven er faliekant naast en klopt het standaard Lambda-CDM model, het model dat uitgaat van donkere energie en koude donkere materie.

De bekende natuurkundige Justin Khoury (Universiteit van Pennsylvanië) is samen met wat collegae met een nieuwe theorie gekomen (zie ook deze), namelijk dat donkere materie wel degelijk bestaat, maar dat het een vorm van een supervloeistof is, een toestand die in het laboratorium kan worden opgewekt, waarbij een vloeistof totaal geen viscositeit meer vertoont. Met deze theorie komt hij tot een soort van poldermodel van MOND en standaard CDM. Op de schaal van sterrenstelsels thermaliseert de donkere materie en gedraagt ‘ie zich als een supervloeistof, waarbij Khoury de analogie maakt met de fononen, waarbij individuele deeltjes zich collectief gaan gedragen. Binnen zo’n sterrenstelsel gedraagt donkere materie zich MOND-achtig. In een schil daarbuiten is er een overgangsgebied, waar een mix heerst van supervloeistof en gewone fase. En daarbuiten is een gebied waar donkere materie zich ‘gewoon’ gedraagt, volgens het CDM model. Zie ook de figuur hierboven, uit Khoury’s lezing (rho is de energiedichtheid). Een poosje terug gaf Khoury een boeiende lezing over zijn theorie bij het Perimeter Instituut en die lezing kan je hieronder zien.

De natuurkundige Sabine Hossenfelder noemt het een interessante gedachte van donkere materie als supervloeistof: “I consider this one of the most interesting developments in the foundations of physics I have seen in my lifetime. Superfluid dark matter is without doubt a pretty cool idea.” Wordt vast en zeker vervolgd! Eh… hardcore liefhebbers van formules kunnen hier de sheets van de presentatie van Khoury bekijken. Bron: In the Dark + Backreaction.

Reacties

  1. Marc Opdebeeck zegt:

    Één ding is zeker en dat is dat de research naar donkere materie aan de maatschappij pakken geld zal kosten. Nutteloze investering!!! De conventionele theorieën zitten er gewoon flagrant naast!
    Alternatieve theorieën , zelfs zeer goede,worden nog eens niet gehoord. Een schande!!
    De mensheid wil bedrogen worden, zoals de geschiedenis al bewezen heeft. Succes!!????

    • Angele van Oosterom zegt:

      Voor wat de kosten betreft het volgende; de kosten van de bouw van DM experiment installaties variëren van enkele miljoenen tot . tussen de 30 en 60 miljoen dollar voor resp. het CDMS in Canada en het inmiddels afgesloten LUX experiment. Relatief gezien is de zoektocht naar waar de resterende substantie van het heelal uit bestaat niet zo veel i.v.m. zoals ik juist las, dat de oorlogen in het M-O sinds 2001 al zo een 5 triljoen dollar (1.000.000.000.000) gekost hebben en dichter bij huis het debacle van de Fyra wat bijna een miljard Euro gekost heeft. David Deutsch in zijn voorwoord van Julian Brown’s ‘Minds, Machines and the Universe’ verwoordt het m.i. juist als hij stelt dat ; ‘Science during the last few centuries has had unparalleled success both at predicting the behaviour of physical processes and at harnessing them to meet human needs. Yet focusing solely on these objectives is a fairly efficient way of bringing scientific discovery to a halt. Since the only effective engine of fundamental discovery is the desire to understand the world better, the primary objective of scientific research must be to obtain that understanding.’

      • Obelix Obelix zegt:

        En nog afgezien van dat de kosten nog best zijn op te brengen, maken ‘we’ bij elk onderzoek ook wel weer andere uitvindingen die in eerste instantie helemaal niet het onderzoeksdoel waren. Zo schijnt bv het Internet zelf ook maar een “bijproduct” te zijn van wetenschappelijk onderzoek.

        Andere spin-of zijn bv viltstiften, Post-it papier, de magnetron …

        Groet, Paul

        • Opdebeeck Marc zegt:

          Inderdaad dit bijverschijnsel komt nog wel eens voor. Bij de experimentele fysica is het ” de natuur” die automatisch correcties aanbrengt.
          Maar het kan toch niet het hoofdmotief zijn.

          • Angele van Oosterom zegt:

            Misschien al onder lezers bekend en ten overvloede maar dit artikel, juli 2017, vond ik nog in Symmetry Magazine, over een alternatieve DM theorie voorgesteld door Erik Verlinde;

            https://www.symmetrymagazine.org/article/shaking-the-dark-matter-paradigm

            Groetjes, Angele

          • Opdebeeck Marc zegt:

            Beste Angele,
            Ik heb zojuist het artikel gelezen en het illustreert dat alternatieve theorieën in acht moeten genomen worden, zoals die van Eric Verlinde.
            Mr McCaugh geeft ook toe dat we de huidige gravity theorieën in twijfel moeten trekken.
            Belangrijk voor eender welke alternatieve theorie is dat alle beschikbare observaties een logische verklaring vinden in het kader van de theorie.
            In het algemeen gesproken betekent het niet dat door het feit dat de conventionele wetenschap op gebied van theoretische fysica al duizenden jaren bezig is om de juiste oplossing te vinden en akkoord gaat met een paradigma dat tot op heden het beste is wat ze hebben dat dit dan de juiste oplossing is.
            Als d e conventionele wetenschap zich neerlegt bij een oplossing van dit is het beste wat we tot nu toe hebben dan is dat zeker geen garantie dat dit paradigma de juiste is.
            Ik geef toe dat een juiste en correcte theorie ALLE observaties moet kunnen uitleggen zonder zijn theorie of model te veranderen. Dit geldt dan op kwantum niveau als macroscopisch niveau.

          • Opdebeeck Marc zegt:

            Stel mij op de proef!!
            Wat wil je weten? Wat is voor u een raadsel dat je graag opgelost ziet? Ik ben serieus, vraag maar!

  2. “De mensheid wil bedrogen worden,”.

    Daarom hebben wij M. Rutte.

  3. Rinus Baggermans zegt:

    Ergens in het verleden heb ik de vergelijking geopperd met een pan met warm kokend water (het zwarte gat) waarin een ijsklontje (een ster bv) wordt gegooid en dat de hele pan opbruist en gaat overkoken. Ik dacht ook toen al aan een vloeibare bol, vandaar die pan kokend water en het ijsklontje.
    Ik denk ook aan een bol supervloeistof waarin alles wat er in komt wordt kapot gekookt en getransformeerd wordt van “onze materie” naar zwarte materie en zwarte energie. Buiten het zwarte gat gaat het dan weer meer om een gasachtige vorm van donkere materie.

    • Enceladus Enceladus zegt:

      Interessante analogie. Maar een pan met water kookt natuurlijk niet vanzelf, daar is energie voor nodig.
      Wat is in jouw analogie de energiebron die de supervloeistof in die staat houdt?

      Groet,
      Gert (Enceladus)

      • Obelix Obelix zegt:

        Persoonlijk geloof ik niet dat er iets is als DM.

        Maar voortbordurend op “het idee van Rinus ” zou je kunnen stellen dat die ‘pan’ aan de kook is gebracht door de BB en afkoeling kan slecht aan de buitenzijde van de pan. Het heelal heeft ‘geen’ buitenzijde, dus kan die pan op kooktemperatuur blijven. De DM zou dan simpelweg in de toestand van een supervloeistof kunnen blijven…

        ’t Is maar een idee, want ik geloof niet in DM.
        [ Zelf verwacht ik dat in de ‘lege’ ruimte nog genoeg(!) normale materie zal zitten, die te dun is om te detecteren. Of misschien is er een 5e fundamentele kracht, die slechts effectief meetbaar is op enorme afstanden. 😕 ]

        Groet, Paul

        • Opdebeeck Marc zegt:

          Beste Paul, ik denk dat je gelijk hebt.
          Er bestaan ook in mijn theorie,die duidelijk het effect van donkere materie omschrijft, geen deeltjes en ook geen neutrale deeltjes die gevonden kunnen worden.
          Het is samen met het fenomeen zwaartekracht een automatisch gevolg van de opbouw van een systeem van materie met massa. Elke geordende massa, zoals na stervorming, vormt een systeem in 3D bolvorm met tijd-ruimte als eenheidsvectoren. Dit systeem trilt in fase met het onderliggend vlak euclidisch rooster van het ganse heelal of van een zeer groot subdeel van het heelal. Door min of meer lineaire superpositie, met cos en sin vervormt het vlak euclidisch rooster tot een bolvorm met convergerende stralen die bestaan uit eenheidsvectoren met tijd en ruimte.
          De convergentie en de daarbij concentrische opdeling in het euclidisch rooster veroorzaakt dat de ruimte per tijdseenheid verkleint naar het centrum( van bvb planeet of zon of sterrenstelsel). De kleiner wordende 3D trapezia hebben allemaal dezelfde gradient verkleining(grote basis over kleine basis) wat de graviteitsconstante van Newton is.
          Hoe groter uw massa systeem des te meer contractie van de ruimte van de 3D trapezia per tijdseenheidtrilling in het vast euclidisch rooster. Zo kunnen bij sterrenstelsels de ruimte tot 10 maal gekrompen zijn zodat de hoge en abnormale snelheidscurve bij sterrenstelsels verklaard kan worden.
          Een bewijs is bvb het tijdverschil op verschillende hoogte. Atomen zetten uit bij hogere hoogte boven het centrum van een systeem zodanig dat de overgang in omloop bij cesiumatomen iets sneller is of dus snellere tijdsmeting. Muonen leven langer in een milieu dat contraherend werkt zodat de smaak(flavours)van elektron naar muon langer leeft.
          In deze redenering is het zinloos om naar deeltjes te zoeken.

          • Obelix Obelix zegt:

            Je gebruikt zoveel technische termen dat ik me afvraag :
            ” Willst du mich auf den Arm nehmen ? ”

            😀 😉 Paul

  4. Opdebeeck Marc zegt:

    Ja ik weet dat het een beetje anders klinkt maar met de conventionele theorieën komen we geen stap verder.
    Mijn theorie is al zodanig uitgewerkt dat ik gewoon kan afleiden om de observaties te verklaren.
    Ik kan mij spijtig genoeg niet bij de conventionele theorieën aansluiten omdat ze zich volledig vastgereden hebben.
    Elke theorie heeft zo zijn eigen termen(die weliswaar niet allemaal overeenstemmen met de conventionele)Nieuwe termen mogen vind ik als de basisfysica niet verkracht wordt.
    🙂

    • Awel @Marc, tijd om uw filosofische theorieën in Nature te publiceren zodat iedereen er op kan schieten 🙂

      • Opdebeeck Marc zegt:

        Ja ik zal eens mijn theorie op papier zetten. Tot nu toe heb ik de mooiste periode beleeft met de eureka momenten tijdens het zoeken naar het juiste model en nu ook bij het testen aan de observaties in astronieuws nl , astroblogs nl en zoveel andere fysische sites.
        Dit is de leuke fase in wetenschap. De volgende fase is het overbrengen aan de koppige wetenschappers(daar is niks mee) welke meer tergend zal overkomen.
        Voor mij is het duidelijk hoe het heelal werkt.
        Ik vind mijn werk niet zo filosofisch als jij denkt, wel vind ik het filosofisch om de paper of boek te schrijven op een moment dat ik het fijn vind. Wetenschap is voormij een hobby en geen beroep.
        Groetjes, Marc

  5. Opdebeeck Marc zegt:

    Inderdaad dit bijverschijnsel komt nog wel eens voor. Bij de experimentele fysica is het ” de natuur” die automatisch correcties aanbrengt.
    Maar het kan toch niet het hoofdmotief zijn.

Laat wat van je horen

*

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