30 september 2022

Er is nog nooit iemand doodgegaan van donkere materie… en dat zegt ons wel iets

Er is donkere materie in het heelal, al weten we niet hoe dat er uit ziet. Credit: NASA, ESA, M. J. Jee and H. Ford et al. (Johns Hopkins Univ.)

Je komt de term wel eens tegen in vakartikelen en heel vaak als het gaat om de detectie van donkere materie, null-detection. Je probeert iets waar te nemen en je ziet niets, nadah, nothing, niente, nul komma nul detectie. Je kunt null-detectie als een teleurstelling beschouwen, maar juist ook als iets positiefs, dat daar waar je gezocht hebt hetgeen wat je zoekt niet voorkomt en dat je dus beter elders moet zoeken. OK, lange intro waar het om draait: dat er nog nooit iemand is doodgegaan aan donkere materie. Mmmm, lijkt nogal logisch, want donkere materie reageert toch nergens op, dus waarom zou er überhaupt ooit iemand doodgaan aan donkere materie? Yep, klopt als een bus.

Credit: NASA/CXC/SAO.

Maar omdat men al tientallen jaren wereldwijd probeert om donkere materie te detecteren (telkens zonder resultaat, jawel telkens null-detecties) gaan de theoretici andere dingen bedenken. Kunnen deeltjes donkere materie bijvoorbeeld niet héél zwaar zijn, grammen tot tot kilogrammen zwaar, anders dan de gangbare hypothetische axionen, steriele neutrino’s en WIMPS. Er is ooit zo’n theorie opgesteld, die dat soort deeltjes macro’s noemt en die zouden bestaan uit zogeheten vreemde materie, iets wat de beroemde snaartheoreticus Edward Witten heeft bedacht, een vorm van materie die in varianten van neutronensterren zou kunnen voorkomen, vreemde quarks terrein (zie de afbeelding hierboven). Op grond van indirecte waarnemingen weet men hoeveel donkere materie er in het hele heelal is en daaruit kan je afleiden hoeveel van die hypothetische macro’s door het heelal moeten zwerven – heel weinig, zoals je zult begrijpen.

Credit: Pixabay/Inspired Images.

Stel je nou eens voor dat macro’s echt bestaan en dat er eentje met een snelheid van 900.000 km/u de aarde passeert. Dan is het best denkbeeldig dat zo’n macro een keertje tegen een mens botst, daar lopen er op het aardoppervlak ook aardig wat van rond. Zo’n botsing lijkt dodelijk te zijn, want de kinetische energie (100 J) van een macro is enorm. Maar wie zegt dat er nog nooit iemand doodgegaan is door een macro? Dát schijnt weer uitgesloten te kunnen worden, omdat als iemand geraakt zou worden door een macro dat hetzelfde effect geeft als iemand die in Star wars door een Jedi met een ‘lightsaber’ wordt doorkliefd. Iemand die zó is doodgegaan is niet bekend (indien jou wel bekend, geef ’t effe door s.v.p.).

Die null-detectie is door Singh Sidhu (Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio) en collega’s gebruikt om limieten te stellen aan de massa van macro’s – men leze hier hun artikel erover. Wat blijkt: macro’s met een massa tussen 10 mg en 50 kg kunnen niet bestaan (het blauwe gebied in de grafiek hierboven), anders moet er statistisch gezien afgelopen tien jaar iemand door een macro gedood moeten zijn. Eerder onderzoek aan oude mica liet al zien dat macro’s niet lichter dan 55 gram kunnen zijn (het geel gearceerde gebied). En zo hebben we toch nog iets geleerd van deze bijzondere null-detectie. Bron: Space.com + Francis Naukas.

Comments

  1. Leo vuyk zegt

    Als donkere materie gelijk is aan bolbliksem, dat ligt de zaak iets anders.

    • Bolbliksem is een elektromagnetisch verschijnsel. Donkere materie is géén elektromagnetisch verschijnsel, anders had men het al lang gedetecteerd.

      • Avatar foto Obelix zegt

        Als de komende honderd jaar nog steeds niemand is gevonden die dood is gegaan aan iets mysterieus als een DM-impact, dan is daar mee dan bewezen dan afzonderlijke deeltjes DM minimaal 100 kg moeten zijn (Vermenigvuldigt met het logaritme van de extratijd) ?

        Volgens mij kan je dan beter bewijzen dat DM en Baryonmaterie niet met elkaar samengaan… misschien iets van afstotende werking hebben. 😕

        Groet, Paul

        NB misschien worden we wel continu door kolenschepen van dergelijke DM-deeltjes geraakt, maar voelt het slechts aan als een slecht humeur. 😉

        • Ik had ook al zo’n donkerbruin vermoeden,
          dat het “zwart kijk” gedrag hierdoor aan ter grondslag licht : – )

        • Ik vermoed dat als je door een kolenschip van een DM deeltje wordt geraakt je van geluk mag spreken als je er alleen een slecht humeur aan over houdt. 😀

          • Avatar foto Obelix zegt

            😀
            Maar door hoeveel Neutrino’s worden we dagelijks geraakt?
            Die deeltjes zijn per stuk superlicht, maar al die massa in zijn geheel?
            Nu hebben Neutrino’s geen/nauwelijks interactie met materie waarvan mijn lichaam is gemaakt, maar wellicht is de interactie van DM en Baryonmaterie ook ‘minimaal’…

            [ Het blijft wel vreemd dat de interactie op kosmische schaal wel duidelijk aanwezig is ! ]

            Groet, Paul

  2. Maar als DM er morgen plots niet meer zou zijn, zouden we dan niet doodgaan?
    Dat schudt de Melkweg wel ff op zou ik zeggen.

    • Avatar foto Obelix zegt

      Dat is uiteraard onzin :
      Donkere materie is een hypothetisch soort materie. Als de hypothese wordt ontkracht, verandert er niks essentieels. 😉

      Er is zelfs best wel kans dat er geen DM is, maar dat we de natuurkunde, en de daaruit volgende wiskunde/mathematica, niet of onvoldoende begrijpen… Vooralsnog IS er geen DM. 😀

      Me dunkt dat er in het zonnestelsel rekenkundig gezien geen donkere materie hoeft te zijn : dat we de massa’s van Zon en planeten zodanig inschatten en gemeten hebben dat we niks te kort komen.
      Het zonnestelsel blijft gewoon doordraaien.

      Of dit ook geldt voor de Melkweg weet ik niet, maar de komende 4 jaar (‘lichtafstand’ tot Alpha Centauri-stelsel), kan niks ons bereiken/raken. Tja, daarna zal de kans op botsingen wel toenemen. 😉
      Aan de andere kant: bij de gecalculeerde ‘botsing’ met de Andromeda sneuvelen er ook geen sterren en planeten, denkt men. Misschien dat een heelal zonder DM-invloed ook nog redelijk blijft ‘functioneren’.

      Groet, Paul

      • Iets wat vooralsnog hypothetisch is, is daarom nog geen onzin. Als de hypothese wordt bevestigd weten we ook of en zo ja op welke wijze iemand kan doodgaan van donkere materie. Niet dat dat van “levensbelang” zou zijn, gelet op het feit dat we er nog niets van gemerkt hebben en dat het nog maar te bezien valt of die tot nader order onbetrapbare materie überhaupt van het type “macro” zou zijn.

        Maar ik volg je wel als je vindt dat dit onderzoek nogal weinigzeggend is. Van iets wat we niet kennen, zouden we iets kunnen afleiden áls een bepaalde hypothese (waar alleszins geen direct bewijs voor is) zou kloppen. Met dat soort argumentatie kun je ook het bestaan van God gaan beredeneren: hij is er wel, maar de reden dat we hem nog niet gevonden hebben is dat hij in een opgerolde dimensie zit die zo klein is dat onze instrumenten tig keer te groot zijn om hem te kunnen ontdekken. Het maakt geen verschil, behalve dan dat we weten dat deze dimensie kleiner moet zijn dan de waarde waarop we hem wel zouden kunnen ontdekken, maar we weten bij God (pun zoal niet intended dan toch mooi meegenomen) niet of die dimensie er wel is of zelfs kán zijn. Het heeft veel weg van vrijblijvend speculeren …

        PS Het voorbeeld is louter bedoeld als een soort gedachte-experiment. Wie of wat wel of niet bestaat, laat ik graag in het midden.

        • Avatar foto Obelix zegt

          @HC
          Misschien overvloedig, maar ik heb niet gezegd dat DM onzin is. 😉

          Ik heb geprobeerd(?) te zeggen dat als de hypothese (een model) wordt ontkracht, er niks (aan de werkelijkheid) verandert.
          En dat als antwoord op de vraag van Nico, of we doodgaan als plots alle DM er niet meer is!
          [ Is er wel DM? Misschien alleen maar volgens de hypothese. 🙂 ]

          Misschien heb je gelijk en bestaat er geen DM van het type “macro”.
          Ik meen dat we bv ook nog niet de Boson hebben gevonden, die de Zwaartekracht overbrengt… of dat wel zo ’toevallig is? 😉

          Groet, Paul 🙂

          • Oké, sorry, ik dacht dat je eerste zin op het artikel sloeg. Wellicht laten meeslepen omdat ik zelf (ook) mijn twijfels had over de zin van dit onderzoek (en dan leek “onzin” mij weer te sterk). 🙂

            Groet, Herman

  3. Ton van den Goorbergh zegt

    DM optie 2.948: DM bestaat niet; onze heelalbel grenst aan alle kanten aan aanliggende heelallen die onze massa naar zich toe trekken. Heeft het effect van DM. Clustervorming en botsingen van sterrenstelsels zou kunnen ontstaan doordat het ene heelal meer massa heeft dan een aanliggend aan dat zwaardere.

    • Avatar foto Obelix zegt

      Je bent in de war met DE (Donkere energie).
      De DM (donkere materie) is nodig om de rotatie-snelheden van zichtbare objecten te kunnen verklaren. De benodigde DM is op ‘meetbare’ afstand van die zichtbare objecten, en bevindt zich dus niet op ‘oneindige/onmeetbare’ afstand van andere ’tastbare zaken’. 😉

      Groet, Paul

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: