Credit: Sabine Hossenfelder: Backreaction: Superfluid dark matter … backreaction.blogspot.com
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.
Credit: Justin Khoury.
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.
