24 februari 2020

Belangrijkste veronderstelling voor bestaan van donkere energie is mogelijk onjuist

Bestaat donkere energie wel? Credit: NASA/ESA.

In 1998 ontdekten twee onafhankelijke teams van sterrenkundigen van elkaar dat het heelal versneld uitdijt, hetgeen ze deden op basis van waarnemingen aan type Ia supernovae (SN Ia) , dat zijn exploderende witte dwergsterren, die door massatoevoer van een begeleidende ster zwaarder worden dan de Limiet van Chandrasekhar, ongeveer 1,4 keer de massa van de zon. Voor die ontdekking kregen Saul Perlmutter, Brian Schmidt en Adam Riess, de leiders van de twee teams, in 2011 de Nobelprijs voor de Natuurwetenschappen. Beide teams kwamen met één verklaring  voor de versnelling van de uitdijing: de donkere energie, die een afstotende werking heeft, tegengesteld aan de aantrekkende werking van de zwaartekracht. Het resultaat van de twee teams was wel gebaseerd op de veronderstelling dat de gecorrigeerde lichtkracht van SN Ia door de empirische standaardisatie niet zou evolueren met roodverschuiving, dat wil zeggen dat men aannam dat deze supernovae altijd dezelfde lichtkracht hebben, ongeacht de afstand (roodverschuiving is een maat voor de afstand).

De evolutie in de lichtkracht van type Ia supernovae, die donkere energie kan nabootsten. Het ‘Hubble-residu’ is het verschil in SN-helderheid ten opzichte van het kosmologische model zonder donkere energie (de zwarte stippellijn). De rode lijn is de waargenomen curve van de onderzoekers, de blauwe cirkels zijn eerder gedane waarnemingen aan supernovae. Credit: Yonsei University

Maar wat blijkt nu: sterrenkundigen van de Yonsei Universiteit (Seoul), de Universiteit van Lyon en KASI hebben met behulp van de 2,5-m telescoop van het Las Campanas Observatorium en de MMT 6,5-m telescoop gedurende negen jaar (!) spectroscopische waarnemingen gedaan aan SN Ia en daaruit komt naar voren dat die veronderstelling mogelijk onjuist is! Het blijkt dat de SN Ia wel degelijk een helderheidsevolutie meemaken, dat de witte dwergen in sterrenstelsels in het vroege heelal, die als supernova exploderen, jonger zijn dan witte dwergen in latere sterrenstelsels – in de grafiek hierboven hun resultaten. En daarmee lijkt de grondslag voor hét bewijs voor het bestaan van donkere energie, de absolute helderheid van type Ia supernovae als standaard kaars om als betrouwbare afstandsindicator te gelden, vervallen! Het lijkt erop dat de helderheidsevolutie van de SN Ia doet voorkomen alsof donkere energie bestaat, maar dat is slechts schijn.

Zo kunnen type Ia supernovae ontstaan: als een witte dwerg door massatoevoer van een begeleidende ster te zwaar wordt en explodeert. Credit: ESO.

Het bestaan van donkere energie wordt ook ondersteund door andere waarnemingen, zoals gedaan aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB) en de ‘baryonische akoestische oscillaties’ (BAO), maar die zouden ook zónder het bestaan van donkere energie kunnen. De resultaten van de onderzoekers werden gisteren bekendgemaakt op de 235e bijeenkomst van de American Astronomical Society (AAS) in Honolulu op Hawaï. Hier het vakartikel, dat deze maand zal worden gepubliceerd in the Astrophysical Journal. Bron: Phys.org.

Comments

  1. “Het bestaan van donkere energie wordt ook ondersteund door andere waarnemingen, zoals gedaan aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB) en de ‘baryonische akoestische oscillaties’ (BAO), maar die zouden ook zónder het bestaan van donkere energie kunnen”

    Méh?

  2. Hup, weer een constante die binnen 10 jaar in een variabele veranderd 🙂 . Ik begrijp niet hoe deze versnelde uitdijing zo gemakkelijk door zinnige wetenschappers is geaccepteerd. De ene na de andere Nobelprijswinnaar valt door de mand; nu Higgs nog…., het boson valt nu ook uiteen in 2 (standaard) bottom quarks die samen dus massa geven aan alle massa in het universum, het lijkt wel soort een religie waar afvalligen op de brandstapel eindigen 🙂 .

    • Hephaistos zegt

      Wat bedoel je precies met je Higgs-verhaal? Valt uiteen in twee bottom quarks? Ja, als 1 van de mogelijke verval-kanalen, maar dat doet toch niks af aan het bestaan van de Higgs an sich? Of heb je het eerder in de context van Technicolor, waarin twee quarks samen een Cooper-paar vormen in de vorm van een Higgs? In dat geval zijn het twee top-quarks toch en geen bottom? Dit alles zeg ik met mijn beperkte kennis van natuurkunde hoor, wellicht zit ik uit m’n nek te ehm…kletsen.

      • Ik heb het over het kip en ei probleem, quarks hebben massa vanwege het Higgs boson dat in 60 % van de gevallen zelf uiteenvalt in 2 quarks die het zelf met het Higgs veld voorziet van massa :-). Het boson kon (in den beginne) dus niet bestaan zonder elementaire deeltjes die al bestonden en al massa hadden. Het blijft voor mij een kromme redenatie, dat hele Higgs gebeuren, eens kijken hoe lang dat nog stand houdt.

      • Hephaistos zegt

        Die redenering snap ik niet. Het vervalkanaal heeft niets te maken met de ‘samenstelling’ van een deeltje. Dat een Higgs KAN vervallen in twee topquarks betekent niet dat deze is opgebouwd uit top-quarks. Ik bedoel, een Higgs boson kan OOK vervallen in twee fotonen, dus wat zegt dat dan?

        • Het Higgs boson vervalt in elementaire deeltjes met een totale massaenergie van 125 Mev in welke vorm dan ook. Het verval kanaal heeft m.i. wel degelijk een relatie met de inhoud van een deeltje, in dit geval een boson (Feynman diagram). Punt wat ik wil maken is dat het aangetoonde deeltje (dat geloof ik best) een niet aantoonbare eigenschap heeft massa te geven aan het hele universum. Gezien de korte vervaltijd zal dit ook nooit gebeuren (evenals het tegendeel). Het betreft dus een Nobelprijs van een eigenschap op puur theoretische basis dat m.i. nooit zal kunnen worden bevestigd.

          • De Schrijvende Poes zegt

            “Punt wat ik wil maken is dat het aangetoonde deeltje (dat geloof ik best) een niet aantoonbare eigenschap heeft massa te geven aan het hele universum.”

            Dat is gewoon niet waar. W en Z bosonen, quarks en elektronen (en muonen/tau-deeltjes) ontlenen hun massa aan het Higgsmechanisme (NIET aan het Higgsboson). Al het andere ontleent veruit het grootste aandeel van hun massa aan de bindingsenergie van gluonen (en de kinetische energie van quarks). De massa van een proton bijv. komt voor minder dan 1% van de door Higgs gegeven massa van de quarks.

            “Het verval kanaal heeft m.i. wel degelijk een relatie met de inhoud van een deeltje”

            Ja, uiteraard is er een relatie (behoud van energie) maar het vervalkanaal zegt niks over of het Higgsmechnisme werkt of niet.
            Daarbij: aangezien het Higgsboson op verschillende manieren kan vervallen met verschillende deeltjes, en ook op verschillende manieren geproduceerd kan worden met wederom verschillende deeltjes, zal het verrekte lastig worden om die inhoudelijke relatie aan te tonen. Roepen van “mijns inziens” slaat natuurlijk nergens op, natuurkunde werkt niet omdat je van mening bent dat het zo wel of niet moet werken.

            “Het Higgs boson vervalt in elementaire deeltjes met een totale massaenergie van 125 Mev in welke vorm dan ook.”

            Dat is ook niet waar. Niemand weet nog zeker of er meer dan 1 Higgsboson is en hoeveel energie het zwaarste Higgsboson dan heeft, maar het is 100% zeker dat die niet zal vervallen met dezelfde energie als een lichter deeltje.

            “Het blijft voor mij een kromme redenatie, dat hele Higgs gebeuren”

            Dit is een argument-uit-onbegrip en een drogreden. Je weet echt niet goed genoeg waar je het over hebt.

  3. Ik heb er absoluut te weinig verstand van om nu heel hard “told you so” te gaan roepen, maar ik vraag me wel al vanaf het eerste moment dat ik over donkere materie en donkere energie hoorde en de schijnbare onmogelijkheid het rechtstreeks waar te nemen of dat wel kan kloppen.

    Voor mijn gevoel zijn het beide (nog steeds) gewoon bedenksels om de waarnemingen in overeenstemming te kunnen brengen met de theorie. Het voelt gewoon ergens te onwetenschappelijk om dan maar te veronderstellen dat 80 of 90% van de massa die benodigd is om sterrenstelsels bij elkaar houden gewoon kwijt kan zijn. Terwijl er tegelijkertijd behoefte is aan een “energie” die tegengesteld aan de zwaartekracht alle sterrenstelsels onderling uiteen drijft… of was het nu de “fabric of space” zelf die een steeds lagere dichtheid krijgt?

    Dus ik zit eigenlijk al jaren te wachten op de persoon die beide concepten uiteindelijk aan de kant zet en met een meer fundamentele en elegantere verklaring komt voor de waarnemingen. En wellicht (en dat hoop ik) blijken er dan ineens wel hele goede manieren te zijn om interstellaire reizen mogelijk te maken.

    • Ik deel je twijfel, en ook de conclusie dat ik er te weinig verstand van heb. Maar toch: zo’n 50 jaar geleden probeerde een docent met de wetten van de zwaartekracht te leren. Daarbij kwam bij mij de kinderlijk eenvoudige vraag op hoe het het eigenlijk kon werken, die zwaartekracht. Hoe kan je zo’n effect verklaren ? Het antwoord kwam niet, niet in die les. Ik weet nu dat Newton op die vraag geen antwoord had, en ook Einstein vertelt niet hoe massa de ruimte/tijd kan vervormen. Het graviton, een deeltje dat de verklaring zou moeten geven, is gepostuleerd maar niet gevonden.
      Tegen die achtergrond vind ik het toevoegen van een open variabele in de vorm van DM (DM: deeltje is gepostuleerd maar niet gevonden ) aan de zwaartekrachtsommen om de uitkomst in overeenstemming te brengen met waarnemingen, wel erg kort door de bocht.

    • Enceladus Enceladus zegt

      Ik deel je twijfels ook, Eric. Ik heb donkere materie altijd al als het ether van de 21e eeuw beschouwd. Het punt is gewoon dat de zwaartekrachtswetten wel werken op (relatief) kleine schaal, maar duidelijk niet op die van de schaal van complete sterrenstelsels. We zien die prachtige spiraalarmen en weten dat die normaliter na miljarden jaren niet meer zo hadden kunnen zijn. En dus is donkere materie verzonnen, maar dat blijkt nu dan wellicht toch een lapmiddel te zijn. Geeft niet, ooit moest het idee van ether overboord, nu is het tijd om dit verzinsel op te ruimen. De jaren ’20 worden ongetwijfeld zeer boeiend! (En mijn halve bibliotheek aan wetenschappelijke boeken is in één klap verouderd.)

      Groet,
      Gert (Enceladus)

  4. Wybren de Jong zegt

    Wat zijn de consequenties hiervan? Als er geen donkere energie is, zou de zwaartekracht van alle massa in het heelal, het dan toch kunnen winnen van de uitdijing, zodat het heelal in een Big Crunch eindigt?

    • Aangezien DM ook nog slechts hypothetisch is, zegt het ontbreken van eveneens hypothetisch DE helemaal niks over het voortbestaan van Het Al op de lange termijn.
      Maar het staat ons vrij om nieuwe hypothesen te verzinnen. 😉

      Groet, Paul

  5. Olaf van Kooten zegt

    “Het bestaan van donkere energie wordt ook ondersteund door andere waarnemingen, zoals gedaan aan de kosmische microgolf-achtergrondstraling (Engels: CMB) en de ‘baryonische akoestische oscillaties’ (BAO), maar die zouden ook zónder het bestaan van donkere energie kunnen”

    Hoe waarschijnlijk is dit, statistisch gezien? Met andere woorden: het groot is de kans dat volgens de huidige verzameling gegevens en aanwijzingen donkere energie inderdaad niet bestaat? Want als die kans zeker aanwezig is, zou dat wel een dingetje zijn zeg. Geen sterrenstelsels die buiten bereik bewegen, geen “big freeze”, ik voel me al veel positiever over de toekomst 😉

    • Foute metingen komen wel vaker voor, zoals die superluminale neutrino´s… stel je voor dat de fout niet was gevonden, dan leefden we in een compleet ander universum met van allerlei veronderstellingen en een vracht aan wetenschappelijke artikelen die dit fenomeen onderbouwen. Feit is dat bij supernova´s de neutrino´s eerder arriveren dat fotonen 🙂 …. hét bewijs toch?

  6. @Schrijvende poes, “W en Z bosonen, quarks en elektronen (en muonen/tau-deeltjes) ontlenen hun massa aan het Higgsmechanisme (NIET aan het Higgsboson)”. Reactie: zonder Higgs Boson bestaat er geen Higgs mechanisme, vandaar dat het gevonden moest worden. Heb je ook nog een mening over hoe dit mechanisme valt te bewijzen nu dit boson (en inderdaad diverse andere bosons) is/zijn gevonden, of is het een religie? Magnetisme is gerelateerd aan o.a. elektronenspin dat is bewezen, het Higgsmechanisme is m.i. onbewijsbaar, zeg het maar….

    • Olaf van Kooten zegt

      Ik denk niet dat het Higgsboson onbewijsbaar is, maar ik ben het met je eens dat er eventueel alternatieven voorhanden zijn voor het Higgsmechanisme, zoals de Technicolor-theorie

    • De Schrijvende Poes zegt

      “zonder Higgs Boson bestaat er geen Higgs mechanisme, vandaar dat het gevonden moest worden”
      De natuurwetten gaan niet pas werken op het moment dat wij ervan weten. Ook als het Higgsboson niet was gevonden, ook als het Higgsmechnisme ontkracht werd, hebben elektronen massa.

      Die massa werd al jarenlang op theoretische basis verklaard. Maar de energie die een deeltjesversneller moet kunnen opbrengen om het ook echt te bewijzen was te hoog voor toenmalige versnellers. Dit was een van de redenen voor de bouw van de LHC en op de agenda stond naast het aantonen van het Higgsmechanisme ook de mogelijkheid dat het juist ontkracht werd. Het “moest” helemaal niet gevonden worden, want ontkrachting zou een even belangrijke ontdekking zijn geweest, jammer voor Peter Higgs et al, maar zo werkt dat dus.

      Ja, het kan altijd zijn dat later toch blijkt dat het allemaal niet zo zit, maar dat kan met magnetisme en letterlijk elk stukje kennis precies zo gaan.

      “Heb je ook nog een mening over hoe dit mechanisme valt te bewijzen”
      Ja. Ik stel voor een enorme deeltjesversneller te bouwen – o wacht.

      “nu dit boson (en inderdaad diverse andere bosons) is/zijn gevonden”
      Ik heb het niet over “diverse andere bosonen”. Er kunnen meerdere Higgsbosonen zijn met elk een verschillende energie. Als er een Higgsboson bestaat van 180 MeV dan gaat die niet vervallen in deeltjes met een energie van totaal 125 MeV. Als je dit niet weet, maar intussen wel dènkt dat je er heel veel van weet, kun je dus rare dingen gaan beweren, zoals wat je schreef: “Het Higgs boson vervalt in elementaire deeltjes met een totale massaenergie van 125 Mev in welke vorm dan ook.”

      Dat weet jij allemaal duidelijk niet, wat op zich niet erg is, maar je loopt wel net te doen alsof je een expert bent (stellige maar foute uitspraken) en alsof jouw mening relevant is. Ga je ook de bakker vertellen wat hij allemaal fout doet als je voor het eerst helemaal zelf een tosti hebt gemaakt? Vast niet, maar zo komt het wel over.

      “Heb je ook nog een mening over hoe dit mechanisme valt te bewijzen nu dit boson (en inderdaad diverse andere bosons) is/zijn gevonden, of is het een religie?”
      Zijn dat de enige twee opties die je ziet? Als ik geen mening heb over hoe iets wat al bewezen is, nogmaals te bewijzen is, is het dan ineens een religie?

      “het Higgsmechanisme is m.i. onbewijsbaar”
      Kijk, hier zie ik nou iemand redeneren vanuit geloof: het geloof dat het eigen inzicht volstaat voor een inhoudelijjke discussie.

      Nou, dat doet het duidelijk niet.

      • Ik zie dat deze respons inhoudelijk niets oplevert @wijze poes, wat ik beweer kan je allemaal zo terug vinden in de literatuur, en ook het tegendeel van de gelovers natuurlijk. Vooralsnog is dit de beste hypothese die iedereen aanvaard omdat er nu niets anders is. Dan je opmerking…het verval van die 125 GeV levert ” in welke vorm dan ook” geen elektronvolt meer of minder energie op, het betreft de wet van behoud van energie, ik begrijp dat je deze natuurwet bestrijdt. Dan zijn we snel uitgepraat :-). O, wacht…“Heb je ook nog een mening over hoe dit mechanisme valt te bewijzen” Ja. Ik stel voor een enorme deeltjesversneller te bouwen – o wacht.” geen idee dus; het vinden van meer deeltjes lost deze vraag niet op, het gaat om een intrinsieke eigenschap. In dit geval (vrij vertaald) de productie een oneindig (scalar) veld met een constante fluxdichtheid dat ieder deeltje met massa (inclusief DM) waar ook in het heelal van exact dezelfde massa voorziet. Leuk bedacht, maar het bewijs is wel erg indirect volgens wiki, lees het eens en kom dan met wat meer inhoudelijke argumenten die je daar vast kan vinden. https://en.wikipedia.org/wiki/Higgs_boson en speel wat minder op de man s.v.p.

        • De Schrijvende Poes zegt

          “wat ik beweer kan je allemaal zo terug vinden in de literatuur”
          Denk je dat nou echt? Waar kan ik dit vinden? –> “Punt wat ik wil maken is dat het aangetoonde deeltje (dat geloof ik best) een niet aantoonbare eigenschap heeft massa te geven aan het hele universum.”

          “het betreft de wet van behoud van energie, ik begrijp dat je deze natuurwet bestrijdt”
          Je begrijpt dat dan mooi verkeerd. Kijk nog maar eens.

          “geen idee dus; het vinden van meer deeltjes lost deze vraag niet op”
          Ik heb wel een idee, eentje dat zelfs al is uitgevoerd.

          “In dit geval (vrij vertaald) de productie een oneindig (scalar) veld met een constante fluxdichtheid dat ieder deeltje met massa (inclusief DM) waar ook in het heelal van exact dezelfde massa voorziet.”
          Het telkens herhalen maakt het niet ineens goed hoor. Dit veld geeft niet ieder deeltje massa. Maar blijf vooral met je stropoppen werken. Dat is pas inhoud.

          “speel wat minder op de man s.v.p.”
          Er staan laatdunkende opmerkingen in bijna elke post van jou in dit topic. Inhoudelijk maak je daarbij veel fouten, die je blijft herhalen. Of anders zijn het stropoppen. Ik zeg daarom wat ik wil, hoe ik het wil. Net als jij. Wil je het anders, dan pas je toch je eigen toon aan? Daarop heb je in elk geval rechtstreeks invloed. Dan ga ik er wel in mee.

          • Cees Klaris zegt

            Ik heb geen negatieve of vijandige ‘vibe’ in Nico’s schrijfsels kunnen detecteren en ik denk (weet uit ervaring op dit board) dat dat niet ziin stijl is. Hij maakt ‘statements’ maar altijd met een linkje erbij. Volg de discussie met interesse want ik beheers de topic zelf ook niet goed.

          • @Schrijvende poes, citaat: ” Ik zeg daarom wat ik wil, hoe ik het wil. Net als jij.” … Precies! Het is mijn mening, vandaar dat er regelmatig een afkorting m.i. staat en dus helemaal niet waar hoeft te zijn. Iedere hypothese mag m.i. bekritiseert worden. Citaat 2:” Wil je het anders, dan pas je toch je eigen toon aan?” Nee, dat gaan we dus niet doen, je hoeft het niet te lezen, aan jou de keuze. Ik stop deze discussie met je vanwege het niveau dat ik in het verleden ook al tegenkwam op Nujij.nl; ik doe daar niet aan mee. Dit was dan ook mijn laatste reactie op deze topic, sorry @Cees 🙂 .

  7. De Schrijvende Poes zegt

    @Cees

    “[Nico] maakt ‘statements’ maar altijd met een linkje erbij.”

    Dat doet hij hier niet. Hij stelde onder meer: “…het boson valt nu ook uiteen in 2 (standaard) bottom quarks die samen dus massa geven aan alle massa in het universum”.
    Hij beweert dat dit (en alles wat hij hier zegt) door literatuur wordt onderschreven, maar als ik hem dan vraag in elk geval deze ene uitspraak te onderbouwen, komt er inhoudelijk niets.

    @Nico
    “Ik stop deze discussie met je vanwege het niveau dat ik in het verleden ook al tegenkwam op Nujij.nl; ik doe daar niet aan mee.”

    Je doet er wel aan mee. Eerst met opmerkingen als “het lijkt wel soort een religie waar afvalligen op de brandstapel eindigen” en “is het soms een religie voor je” en “wijze poes”.
    Ja, dan schrijf ik ook scherp in mijn reacties, daar kan iemand dan blijkbaar wel tegen, maar nee hoor, ik speel dan op de man.
    Het niveau had je kunnen verhogen met inhoudelijke onderbouwing maar ook die geef je niet. En tot slot weiger je ook nog eens je eigen stijl aan te passen terwijl je het wel van mij verwacht. Nee, ik “hoef het niet te lezen” vind je. Ik vind dat een kinderachtige houding. In een ding heb je gelijk, we zijn wel uitgepraat.

Trackbacks

  1. […] een bevestiging van de versnelde uitdijing van het heelal (en daarmee ook een argument tegen de recente hypothese dat donkere energie wellicht niet bestaat) en een bevestiging dat er twee waarden zijn voor de Hubble constante H0 die ver uit elkaar liggen […]

Speak Your Mind

*

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

%d bloggers liken dit: