18 augustus 2018

Kan elektrisch geladen donkere materie het door EDGES waargenomen signaal uit het vroege heelal verklaren?

Credit: CfA.

Weten jullie het nog van de Australische EDGES detector? Met die simpele ‘Experiment to Detect Global EoR Signature’ (EDGES) radioantenne, die niet groter is dan een koelkast, was men in staat om signalen te detecteren afkomstig van de allereerste sterren in het heelal, zeer zware blauwe sterren (de zgn. Populatie III sterren), die al 180 miljoen jaar na de oerknal voorkwamen – lees deze Astroblog uit februari er over. Die eerste sterren zouden een zeer sterke ultraviolette straling hebben en die zouden het hen omringende waterstofgas ioniseren. Vervolgens zouden de waterstofatomen reageren met de fotonen van de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: de CMB), het overblijfsel van de hete oerknal, die 180 miljoen jaar eerder plaatsvond, nu 13,8 miljard jaar terug in de tijd.

Het waterstofgas absorbeerde de CMB-fotonen en die absorptie was door EDGES bij een golflengte van 21 cm (frekwentie 78 MHz) waargenomen, hoewel een onafhankelijke bevestiging met een ander instrument nog moet plaatsvinden. Probleem waar men op stuitte: het waterstofgas moet kouder zijn geweest dan men eerst dacht, met een temperatuur van slechts 3K twee keer zo koud als eerdere schattingen, gebaseerd op modellen.

De EDGES radio-antenne van MRO ( Murchison Radio-astronomy Observatory) in West-Australië.

Een tweetal natuurkundigen, Julian Munoz en de bekende Avi Loeb (Harvard University in Cambridge, Massachussets), komt nu met een nieuwe theorie, die de lagere temperatuur van het waterstof moet verklaren. Zij zeggen dat een klein deel van de deeltjes die donkere materie vormen een zeer geringe hoeveelheid elektrische lading dragen. Als 1% van de donkere materie een elektrische lading zou hebben die 10^-7 tot 10^-9 keer die van een elektron is dan zou de afkoeling van het waterstof in het vroege heelal, door de interactie tussen het waterstof en die geladen deeltjes donkere materie al verklaard kunnen worden. Grotere hoeveelheden donkere materie met elektrische lading zou niet kunnen, want dat zou al lang waargenomen moeten zijn. Bron: CfA + Francis Naukas.

Reacties

  1. Wel grappig hoelang je kan blijven doorbouwen met een onzichtbaar kaartenhuis….
    Nu hebben we dus al 2 verschillende vormen van DM en vanwege de supersymmetrie wellicht 3 of 4 soorten 🙂

  2. Mardi Mardi zegt:

    @ Het waterstofgas absorbeerde de CMB-fotonen en die absorptie was door EDGES
    bij een golflengte van 21 cm (frekwentie 78 MHz) waargenomen,,,,

    Eehhh, een golflengte van 21 cm = 1428,571 MHz
    een frequentie van 78 MHz = een golflengte van 3,846 meter.

    Lees ik het nu niet goed, of licht het aan mij 🙂

    • Yep, het was oorspronkelijk 21 cm, 1428 MHz. Door de expansie van het heelal is het opgeschoven naar 78 MHz.

      • Mardi Mardi zegt:

        Tjeeeh, da’s me nogal geen kleinbietje 🙂

        🙂 Is nog erger dan een 78 toeren plaat op 33 toeren afdraaien 🙂

      • Mardi Mardi zegt:

        Daar valt hier ff een hele rijksdaalder! 🙂

        Mag ik dan aannemen dat de ruis die men hoort bij fm radio ontvangst (op wat voor frequentie dan ook)
        veroorzaakt wordt door het zelfde fenomeen?

        • Marcel zegt:

          Ja, ongeveer wel. De achtergrond straling die ontstaan is tijdens het ontstaan van het heelal is de ruis die je hoort van je fm ontvanger. Of de zwart/wit spikeltjes op je oude analoog tv.

          • De meeste ruis komt uit de radio zelf; de HF trap (thermische halfgeleider ruis) en mixer. Sluit de antenne kort dan weet je het verschil wat er echt uit de ether komt. Dat is weer voornamelijk thermische bandruis van de aarde zelf afkomstig, daarvan is weer een minimale fractie die Doppler verschoven 21 cm ruis. Die kan je pas waarnemen als je de HF trap (front-end) met helium koelt. Je bent dus niet zomaar radio astronoom met je FM radio 🙂

  3. Wouter zegt:

    Opzich vind ik het ook al interessante informatie dat de lading van een enkel donker-materie deeltje kennelijk niet gelijk aan de elementaire lading hoeft te zijn (e), maar ook een fractie daarvan (“10^-7 tot 10^-9 keer die van een elektron”).

    Omdat we tot nu toe alleen vrij deeltjes kennen met de magnitude van de elementaire lading was ik ervanuit gegaan dat daarvoor een bepaalde reden zou zijn en dat waarschijnlijk dan wel voor alle deeltjes zou gelden, maar ik moet toegeven dat ik geen idee heb of en waarom dat dan zo is. Ik herinner me wel dat iemand ooit bewezen had dat als er ook maar 1 magnetische monopool in het universum voorkomt, dat dan de elektrische lading in het heelal uit ladingsquanta moet bestaan, zoals we dus waarnemen (maar die magnetische monopool is nog niet gevonden).

    • Obelix Obelix zegt:

      Eerst introduceerde men DM, een hypothetisch deeltje welke slechts interactie heeft met zwaarte kracht.
      Hemel en Aarde worden bewogen maar niks wordt gevonden…
      Toch zou het er moeten zijn, anders kloppen de formules niet.

      En nu blijkt dat het ook wel handig is als deze deeltjes een elektrisch lading hebben…. Die hadden ze juist niet! En dan niet een ‘gewone’ ladingskwantum zoals we die kennen van elektronen of quarks, maar een inimini ladinkie van een miljoenste of miljardste….

      Als je er over nadenkt, lijkt me dat (dit soort) DM iets is wat niet op ‘kwantumschaal’, maar een onderliggende schaal is: preonen!!! ( Geen wonder dan dat we eigenlijk niks hebben gevonden.)

      Groet, Paul

  4. leo vuyk zegt:

    electric dark matter ( black holes) Lijkt een logische redenering:
    zie ook:
    Primordial Electric Dark Matter Black Holes outside Galaxies responsible for the creation and contraction of a Cyclic Universe.
    https://www.researchgate.net/publication/276916753
    en:
    https://bigbang-entanglement.blogspot.com/2017/07/the-magic-of-new-electric-dark-matter.html

Laat wat van je horen

*

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