9 februari 2012

Hubble brengt donkere materie Abell 1689 in kaart

De verdeling van donkere materie in Abell 1689

 Abell 1689 is een gigantische cluster van sterrenstelsels, gelegen op een afstand van 2,2 miljard lichtjaar in het sterrenbeeld Maagd (Virgo). Een team sterrenkundigen onder leiding van Dan Coe (NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Pasadena) keek met de Advanced Camera for Surveys (ACS) van de Hubble ruimtetelescoop naar de pakweg duizend (!) sterrenstelsels in Abell 1689 en slaagde erin de donkere materie in de cluster letterlijk in kaart te brengen, de blauwgekleurde ‘wolken’ op de foto. Da’s een knap staaltje wat Coe en consorten gepresteerd hebben, want donkere materie is – zoals de naam al doet vermoeden – niet te zien. Het reageert ook niet op gewone materie, dus is het niet op normale manier te fotograferen. Hoe hebben ze die donkere materie dan gefotografeerd? Door te kijken naar de enige manier waarop donkere materie invloed heeft op materie, namelijk door z’n zwaartekracht. Ver achter Abell 1689 liggen 42 sterrenstelsels. Het licht van die stelsels wordt door het door Albert Einstein voorspelde effect van de gravitatielenzen verbogen, hetgeen leidt tot maar liefst 142 lichtboogjes in Abell 1689. Van de zichtbare materie in de cluster heeft Coe’s team een een schatting gemaakt hoeveel massa deze heeft. Die massa is niet genoeg om die 142 boogjes te veroorzaken. De verborgen donkere materie levert wel de benodigde massa. Uit de stand van de lichtboogjes kon men tenslotte de preciese verdeling van de donkere materie afleiden. Het is overigens niet voor het eerst dat men een kaart van de donkere materie heeft gemaakt. In 2007 slaagde men er al in om met behulp van de COSMOS-survey een driedimensionale kaart van dit mysterieuze spul te maken. En dezelfde cluster Abell 1689 heeft sterrenkundigen eerder ook al de weg gewezen naar meer duidelijkheid over de net zo mysterieuze donkere energie. Kortom, een interessante cluster. :bron: Bron: Hubble.

Rara, wat zit er in Einstein verborgen?

Ik kwam vandaag onderstaande 3D-afbeelding tegen, zo’n afbeelding waar je een tikkie loenzend naar moet kijken, zodat je er een verborgen afbeelding in ziet. Autostereogrammen heten die krengen ook wel en meer dan tien jaar geleden kwam je ze op iedere straathoek tegen. Deze van Einstein – dubbelklikken voor een grotere versie – is erg leuk  en ja… er zit iets verborgens in wat zeker met Einstein te maken heeft:

Zien jullie het? :bron: Bron: Astropixie.

Alternatieve gravitatietheorieën kunnen ‘t wel schudden

De cluster Abell 3376

Einstein’s theorie van de zwaartekracht uit 1916, vastgelegd in de Algemene Relativiteitstheorie (ART), wordt door tal van experimenten bevestigd, maar natuurkundigen houden er rekening mee dat hij wellicht onvolledig of zelfs onjuist is. Zo biedt de ART geen vanzelfsprekende verklaring voor de versnellende uitdijing van het heelal, die in 1998 middels waarnemingen aan supernovae werd ontdekt. In de loop van de jaren zijn dan ook verschillende alternatieve theorieën opgesteld, waarvan de f(R) Gravitatietheorie er eentje is. Met de Amerikaanse Chandra röntgensatelliet zijn waarnemingen verricht aan ver verwijderde clusters van sterrenstelsels en twee onderzoeksgroepen komen nu op geheel verschillende wijze tot de conclusie dat die meetresultaten alleen in overeenstemming zijn met Einstein’s relativiteitstheorie. Ook een ander alternatief, de DGP gravitatie (genoemd naar z’n bedenkers Gia Dvali, Gregory Gabadadze en Massimo Porrati) kon de waarnemingen aan de clusters niet zo goed verklaren als de ART. Eén van die waargenomen clusters is Abell 3376, waarvan je op de afbeelding een mix van verschillende electromagnetische straling ziet – geel/goud is röntgenstraling, optisch is rood-groen-blauw en radiostraling is diepblauw. Abell 3376 ligt 614 miljoen lichtjaar verderop. De twee onderzoeksgroepen keken hoe snel de cluster groeit, een proces dat bepaald wordt door een mix van de tegengestelde donkere materie en gewone materie (aantrekkend), donkere energie (afstotend) én de expansie van het heelal als geheel. Zowel de f(R)- als de DGP gravitatietheorieën zeggen dat donkere energie niet bestaat en dat de waargenomen versnelling in de expansie van het heelal het gevolg is van een ‘modificatie’ van de zwaartekracht. Maar volgens de twee teams kunnen beiden nu in de prullebak. Einstein rules again. :-D Bron: Chandra.

Algemene Relativiteitstheorie nu ook bewezen voor grote afstanden

De 70.000 stelsels die de ART bevestigen

Door 70.000 verre sterrenstelsels te bestuderen hebben Amerikaanse en Zwitserse sterrenkundigen Einstein’s Algemene Relativiteitstheorie (ART) uit 1916 bewezen. De ART is al héél vaak bewezen, maar nooit voor sterrenstelsels die tot zeven miljard lichtjaar ver weg staan. Die 70.000 stelsels zijn niet allemaal letterlijk bekeken, maar er is gebruik gemaakt van de data van deze stelsels in de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), de database die ook dient voor de Galaxy Zoo. De ART beschrijft de beweging van objecten zoals planeten, sterren en sterrenstelsels in zwaartekrachtsvelden. Naast gewone materie is er ook verborgen donkere materie en die maakt het lastig om uitspraken te doen over de werking van de ART op grote schalen. Een groep sterrenkundigen onder leiding van Reinabelle Reyes (Princeton Universiteit) heeft nu de ART kunnen bewijzen voor sterrenstelsels die gemiddeld zo’n 5,5 miljard lichtjaar van ons verwijderd zijn. [Lees meer...]

Einstein v2.0

Einstein heeft meegedaan aan Extreme Makeover:

Hoe noemen ze dat ook alweer? Einstein on steroïds. :-D Bron: Astropixie.

Video: Fermi’s bevestiging dat Einstein gelijk had

Een poosje geleden, zondag 1 november 2009 om een uur of 10:19 om precies te zijn, had ik het bericht dat de gammasatelliet Fermi van de NASA erin geslaagd was om aan te tonen dat Einstein gelijk had. Ging over de vraag of de ruimtetijd glad is – zoals Einstein beweerde – of korrelachtig en middels een gammaflitser op 7 miljard lichtjaar afstand werd Einstein’s gelijk aangetoond. Hier de video waarin één en ander wordt toegelicht. Kijken!

Bron: Bad Astronomy.

Gammaflitser laat zien dat lichtsnelheid constant is

GRB090510

GRB090510

Waarnemingen aan de op 10 mei 2009 ontdekte gammaflitser GRB090510 laten zien dat Einstein’s Speciale Relativiteitstheorie (SRT) gelijk had en dat de lichtsnelheid constant is. Alternatieve theorieën zoals de Loop Quantum Gravitatie (LQG) voorspellen dat de lichtsnelheid afhankelijk is van de energie van een deeltje. Zeer energierijke deeltjes zoals de fotonen van een gammaflitser, welke veroorzaakt wordt door bijvoorbeeld een supernova waarbij een zwart gat ontstaat, zouden dat dan volgens die theorieën merken aan hun snelheid. Om de testen of de SRT of de alternatieve quantum-zwaartekrachtstheorieën gelijk hebben onderzocht men alle 321 fotonen die waargenomen werden door de Fermi gammasatelliet van gammaflitser GRB090510. Eén van die fotonen had een energie van 31 miljard electronvolt, een andere één-tiende daarvan. Theorieën zoals de LQG zeggen dat dankzij de korrelachtige ruimtetijdstructuur de effecten van quantum-zwaartekracht zichtbaar zijn bij de extreem kleine Planckschaal, rond 10-35 meter. Energierijke fotonen zouden bij de grotere korrels die de LQG voorspelt meer af moeten wijken van de huidige gemeten lichtsnelheid en dat zou moeten resulteren in een iets langzamere snelheid.
Een foton reist door de ruimtetijdkorrels

Een foton reist door de ruimtetijdkorrels

Ze zouden dus iets later moeten aankomen op de aardse detectoren dan hun minder energierijke partners. De uitkomst van het onderzoek was dat er inderdaad verschillen zijn in aankomsttijd, maar minder dan de meeste quantum-zwaartekrachtstheorieën voorspellen. Het team onderzoekers dat onder leiding stond van Sylvain Guiriec (NASA’s Marshall Space Flight Center) durft zelfs de uitspraak aan dat quantum-zwaartekracht op afstanden net iets groter dan de Planckschaal geen enkele rol speelt. Voor een uiteindelijke afrekening van de alternatieve quantum-zwaartekrachtstheorieën zijn echter nog meer waarnemingen nodig. Eén ding is duidelijk: Einstein’s SRT staat fier overeind. Bron: ScienceNews + NRC-Handelsblad, 31 oktober 2009.

Is de lichtsnelheid wel constant?

Is de lichtsnelheid wel constant?De lichtsnelheid is de snelheid waarmee het licht en andere elektromagnetische straling zich voortplant en de waarde ervan bedraagt in vacuüm 299 792 458 m/s. Van de lichtsnelheid c wordt aangenomen dat ‘ie constant is en dat is ook het belangrijkste uitgangspunt van de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein. Niet alle natuurkundigen zijn er echter van overtuigd dat de lichtsnelheid echt constant is. Herman Weyl vroeg zich dat in 1917 al af en na hem nog een hele schare anderen, waaronder in 1992 de Canadees Johan Moffat. In 1998 kwam daar de Portugese natuurkundige João Magueijo met z’n varying speed of light (VSL) theorie bij1, die hij samen met Andreas Albrecht opstelde. Volgens Magueijro zou de lichtsnelheid ten tijde van de oerknal wel 60 ordes van grootte groter zijn geweest dan de huidige lichtsnelheid. Wat precies de snelheid van het licht is zou volgens Magueijo afhankelijk zijn van de energiedichtheid van het heelal. Daarbij zou een exponentiële expansie van het vroege heelal, zoals door het inflatiemodel voorgesteld, niet meer aan de orde zijn. De inflatietheorie geeft een oplossing voor het zogenaamde horizonprobleem2, maar met een hogere lichtsnelheid ten tijde van de oerknal is de inflatieperiode niet nodig. Over z’n theorie heeft Magueijo in 2003 een boek geschreven, Faster than the Speed of Light, waarvan je de voorkant hierboven ziet. Ik heb Vincent Icke op een lezing wel eens horen zeggen dat wie kan bewijzen dat de lichtsnelheid echt constant is (of juist niet) gegarandeerd de Nobelprijs voor de natuurkunde wint. Zover is Magueijo nog niet, het is slechts een hpothese. Wordt vervolgd. Bron: Daily Galaxy.

Noot:
  1. Hier een gezamelijk artikel van Moffat én Magueijo. []
  2. Het horizonprobleem houdt in, dat niet verklaard kan worden waarom de temperatuur van de kosmische achtergrondstraling uit tegenovergestelde richtingen gelijk is, nl. 2,73K. Vanuit de aarde gezien liggen die uitersten op een afstand van ongeveer 13 miljard lichtjaar, ten opzichte van elkaar is dat 26 miljard lichtjaar. Omdat die afstand te groot is om in de tijd sinds de oerknal door het licht te overbruggen is het een probleem om te verklaren waarom die gebieden op zo’n grote afstand toch eenzelfde temperatuur hebben. Bron: Wikipedia. []

Einstein gekozen tot grootste natuurkundige ooit

Albert Einstein

Albert Einstein

Albert Einstein is woensdagavond in Museum Boerhaave in Leiden gekozen tot ‘grootste natuurkundige aller tijden’. De verkiezing was georganiseerd door de Volkskrant, het maandblad NWT (Natuurwetenschap & Techniek) en het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde. Op de bijeenkomst in het museum hielden vier natuurkundigen en een wetenschapshistoricus op luchtige wijze een pleidooi voor een van de genomineerden. Van de 200 aanwezigen kreeg Einstein (bekend van de relativiteitstheorie) een derde van de stemmen. De afgelopen maanden kon het publiek op een website al een stem uitbrengen. De vijf meest genoemden waren Richard Feynman, Christiaan Huygens, Albert Einstein, Isaac Newton en Galileo Galilei. Voor Einstein werd het pleidooi – hieronder te zien – gehouden door Sander Bais.

Bron: Nova.

Susskind over de Algemene Relativiteitstheorie

Van de beroemde Amerikaanse natuurkundige Leonard Susskind, medebedenker van de snaartheorie en auteur van o.a. het boek The Cosmic Landscape, kwam ik een twaalftal lezingen tegen over de Algemene Relativiteitstheorie. Die lezingen, die hij gaf voor studenten van Stanford University, zijn allemaal gratizz en voor nikzz te bewonderen op Youtube:

De link laat je lezing 1 (duur: 1u 38m) zien, maar als je dat venster rechts op de pagina ziet1 kan je ook de andere 11 afleveringen zien. Susskind begint in de eerste aflevering met de Newtoniaanse mechanica. Voor wie geïnteresseerd is in de Algemene Relativiteitstheorie van Einstein echt een aanrader om de serie te gaan bekijken. Bron: Cosmic Variance.

Noot:
  1. Om dat venster te krijgen moet je wel dubbelklikken in het Youtube-venster. Als je slechts één keer klikt opent het filmpje in de Astroblogs-omgeving. []

Switch to our mobile site