Donkere materie in het Universum:

Door Candice Simionescu gepubliceerd in Wetenschap en onderwijs

Donkere materie in het Universum:

De titel is niet juist, maar toen ik ermee begon was het wel mijn bedoeling om daar over te schrijven ... maar het liep allemaal net even anders, want er kwam nog wat meer bij kijken.

Donkere materie is absoluut niet zichtbaar met optische middelen en valt dus niet te detecteren via de elektromagnetische straling die ons (de Aarde) bereikt. En dit is zeg maar ook de reden waarom het donkere materie wordt genoemd. Het is het tegenovergestelde van zichtbare materie die we wel kunnen zien en detecteren.  Dan hebben we het Universeel gezien over planeten, sterren, gaswolken, nevels, sterrenstelsels en dus gewoon alles wat zichtbaar is … en dat is erg veel. Wanneer je dus bedenkt dat het Universum zo tegen de 100.000.000.000.000.000.000.000 sterren zou herbergen, maar het kunnen er nog veel meer zijn dan deze honderd triljard en dat het Universum voor zover nu bekend iets van 1.000.000.000.000 sterrenstelsels herbergt en een ongekende hoeveelheid planeten. Dat kunnen er rustig vijfhonderd triljard zijn ….. dan is het acceptabel om te zeggen dat er best wel erg veel tot zichtbare Universele materie behoort. Best wel veel. Is toch zo’n 5% – van het waarneembare Universum – wat bestaat uit zichtbare materie. 5%? Dus 95% is niet eens zichtbaar, valt gewoon niet te zien? Inderdaad en dat is de donkere materie en de donkere energie. Respectievelijk goed voor 27 en 68%!

Donkere materie in het Universum:


 

Volgens mijn (onnavolgbare) berekeningen bestaat het waarneembare Universum uit maar liefst 14.242.439.140.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km3

https://tallsay.com/page/4295000945/de-huidige-kubieke-inhoud-van-het-universum

En daarvan bestaat dus 5% uit zichtbare materie en dan hebben we het over:

701.212.195.700.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km3.

27% bestaat uit donkere materie en dan hebben we het over:

3.786.545.856.780.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km3.

Dat is samen pas 32% en dat klopt, want 68% bestaat uit dus donkere energie en dat is niet hetzelfde als donkere materie en dan hebben we het over:

9.536.485.861.520.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km3.

Zichtbare materie, donkere materie en donkere energie … ik ga gemakshalve voor de laatste twee!

En toen stuitte ik op informatie waardoor het artikel heel anders zou worden!

Natuurkundigen proberen al tien jaar lang met de meest geavanceerde hightech apparatuur achter te komen waar het heelal nu toch echt uit bestaat. Ze hebben gevoelige detectoren gebouwd om de donkere deeltjes op te vangen. Ze hebben de deeltjes zelf proberen na te maken in onderaardse versnellers. En ze hebben tot echt heel diep in de ruimte gekeken in de hoop om een glimp op te vangen van de donkere bestanddelen. Maar .... tevergeefs. Maar om al de vergelijkingen te laten kloppen over waaruit het Universum precies bestaat, hebben ze zowel donkere materie als donkere energie nodig en dat is nodig omdat anders de kosmologie in een existentiële crisis dreigt te storten. En existentieel staat in dit geval voor een hele absurde crisis waarin antwoorden op de vragen over het Universum die lange tijd konden worden beantwoord met de voor de hand liggende sluitende antwoorden ineens niet meer op blijken te gaan. Simpel omdat ze niet te weten kunnen komen wat donkere materie en donkere energie precies is en dus ook niet met 100% zekerheid kunnen vaststellen of het dus wel bestaat. Feit is dus dat ze van 95% van het Universum niets hebben. Al de zichtbare materie moet toch ergens in zweven en zweeft ook ergens in rond … in die donkere materie en donkere energie. Alleen kunnen ze maar niet ontdekken waar die twee uit bestaan. En dat is dus van belang om de vergelijkingen (al de natuurkundige en de scheikundige formules en berekeningen over het Universum en waar het uit bestaat) kloppend te houden.

U herkent vast en zeker wel Albert Einstein op deze foto en Einstein was de man van deze formule. E= MC2 en dat is slechts een deel van de Algemene relativiteitstheorie. Je hebt de relativiteitstheorie en die kent twee delen. De algemene en de speciale relativiteitstheorie.

Het hele centrale idee van de relativiteitstheorie is dat de wetten van de mechanica, of van de natuurkunde in het algemeen gewoon niet afhankelijk mogen zijn van de snelheid die een waarnemer heeft ten opzichte van andere waarnemers. De formule die veel minder bekend is dan de beroemde E=MC2 is als volgt.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Einstein-vergelijking

Mooi, maar wat heeft Einstein en met name zijn algemene relativiteitstheorie te maken met dit artikel over donkere materie en donkere energie? Nou heel erg simpel. Het zijn door de wetenschap geïntroduceerde termen om deze algemene relativiteitstheorie van Einstein te redden. Te laten standhouden en dat wil dus niet zeggen dat Einstein het fout had, maar de wetenschappers die met Einstein's algemene relativiteitstheorie dachten eventjes alles in het Universum te kunnen gaan verklaren. En dan creëer je dus nieuwe begrippen, alleen zijn het echter begrippen waarvan je met geen mogelijkheid kunt vaststellen waaruit ze bestaan en of ze eigenlijk wel bestaan!

Voor ik verder ga even het verschil tussen donkere materie en donkere energie, want dat is echt niet hetzelfde. Gesteld dat ze beiden bestaan .... ja lees maar verder.

Donkere materie veroorzaakt de zwaartekracht die ervoor zorgt dat sterrenstelsels en de clusters van sterrenstelsels bij elkaar blijven.

Donkere energie zorgt er juist voor dat het Universum als geheel steeds sneller uitdijt.

Albert Einstein en donkere materie en donkere energie zijn gewoon onlosmakelijk met elkaar verbonden dus u gaat zijn naam nog een paar keer tegenkomen.

Het was Einstein’s algemene relativiteitstheorie uit 1915 die het tot dat moment bestaande beeld van het Universum compleet veranderde en eigenlijk meer begrijpelijk maakte om te begrijpen. Dat was niet de reden van Einstein om die theorie te schrijven maar het ja klopte volledig en als iets volledig klopt dan valt het ook veel beter te bevatten en te begrijpen.

In zijn algemene relativiteitstheorie verwerkte Albert Einstein ook de gravitatiewet van Isaac Newton (ook een best wel intelligent persoon) en Einstein’s meer dan ingewikkelde algemene relativiteitstheorie beschrijft hoe massa het huidige universum heeft gecreëerd samen met de zwaartekracht. De totale ontwikkeling vanaf de oerknal, toen de directe uitdijing van het heelal begon, tot nu toe zit er in en het is bovendien bevestigd door diverse astronomische observaties.

Dit is de Comacluster bestaand uit duizenden sterrenstelsels en die cluster vinden we op 322 miljoen 900 duizend lichtjaar afstand. 3.067.550.000.000.000.000.000 km. Dit cluster heeft een doorsnede van 10 miljoen lichtjaar … 95.000.000.000.000.000.000 km. Maar is dus wel 52 keer kleiner dan ons moedercluster Laniakea. Lekker belangrijk zult u zeggen en ik kan me dat indenken ….. ware het dus echter niet dat dit cluster zeg maar de oorzaak is van de kosmologische crisis. Maar daarvoor gaan we terug naar 1933 toen ontdekt werd waar geen enkele astronoom en wetenschapper ooit rekening mee had gehouden. Hadden Einstein en Newton een fout gemaakt?

De Zwitserse astronoom Fritz Zwicky ontdekte dat de Comacluster zich niet hield en houdt aan de gravitatiewet.

De wederzijdse aantrekkingskracht van twee ‘lichamen’ wordt bepaald door hun massa.

Hoe meer massa, hoe groter de aantrekkingskracht.

En bovendien neemt de aantrekkingskracht van een groot lichaam op een kleiner lichaam dat eromheen draait, met de afstand sterk af.

Fritz Zwicky merkte echter, tijdens het bestuderen van de Comacluster, dat die zo snel draait dat de zwaartekracht van de zichtbare sterren en alle gassen in de stelsels onmogelijk een geheel konden blijven. Door de snelle rotatie zouden de stelsels echt alle kanten op moeten schieten. Daarop concludeerde Fritz Zwicky dat de cluster dus wel een soort van onzichtbare massa moest bevatten, waardoor het geheel als een cluster kon bestaan. Je moet toch wat als je voor een raadsel komt te staan.

En toen …. we gaan naar de jaren 70:

In de jaren 70 bleek uit echt talrijke observaties dat dit zelfde probleem ook geldt voor de sterren in afzonderlijke stelsels. De stelsels draaien zo snel dat ze de buitenste sterren niet in hun baan kunnen houden zonder hulp van de zwaartekracht van een onbekende massa. Nou zijn wetenschappers zeer creatief en als oplossing vonden ze een mysterieuze donkere materie uit waardoor het probleem volledig was opgelost. En daardoor klopte de algemene relativiteitstheorie van Einstein ook weer … tijdelijk!

En toen …. werd het 1998:

Een mooi jaar, voor mij zeer speciaal en dan met name februari 1998 maar daar ga ik het nu dus niet over hebben, want dat had niks met het Universum te maken ….. maar wat nu komt pleurde alles nog eens door elkaar.

In 1998 ontdekten enkele astronomen dat de uitdijing van het Universum versnelde. Tot dat moment dachten alle astronomen en wetenschappers dat deze uitdijing met een constante snelheid verliep of zelfs vertraagde.

Een artikel van mij van negen maanden terug.

https://tallsay.com/page/4294999102/snelheid-universum-sneller-dan-lichtsnelheid

De reden dat zo gedacht werd is eigenlijk heel begrijpelijk, want de stuwende kracht stamt af van de oerknal en die zal dan of constant blijven of op den duur moeten gaan vertragen … wat feitelijk het meest voor de hand lag. En dus stonden de wetenschappers weer voor een uitdaging. Hoe verklaren we dat fenomeen nou toch weer? Moeten we dan toch de algemene relativiteitstheorie van Einstein gaan dumpen? En dat dan met alle gevolgen van dien? Nee!

Hun oplossing werd donkere (onzichtbare) energie. En wat doet deze donkere energie ook al weer? Het zorgt ervoor dat het Universum als geheel sneller uitdijt. Et voila de theorie klopte weer als een bus.

Maar Einstein zat er niet eens naast, want hij had in zijn theorie al een vorm van afstotende energie ingevoerd. Einstein was niet bepaald dom.

De uitleg:

Destijds - in 1915 - toen Einstein met zijn algemene relativiteitstheorie kwam dacht iedereen nog dat het Universum statisch was en dat sterrenstelsels totaal niet bewogen. En daarom introduceerde Einstein een afstotende kracht die de zwaartekracht tegenwerkt in zijn poging om de stelsels naar elkaar toe te trekken. Zo zou er dus altijd weer een evenwicht ontstaan. Iedereen kon daar prima mee leven en Einstein in principe ook wel … tot hij hoorde van ene Edward Hubble. Edward Hubble toonde in 1929 aan dat het Universum dus niet statisch was, maar naar alle kanten aan het uitdijen was. Albert Einstein sloeg zichzelf voor zijn hoofd (eerlijk waar) en noemde zijn introductie van de afstotende kracht de allergrootste blunder uit zijn hele carrière. Wat een oen was die Einstein … of toch niet? Nee niet echt. Hij zat er vrij goed in met zijn introductie van afstotende energie, want al zegde hij wel die afstotende kracht een verkeerde rol toe als tegenhanger van de zwaartekracht … toch had het idee zelf veel gemeen met de donkere energie.

Volgens de algemene relativiteitstheorie bevat een vacuüm van een zekere omvang altijd dezelfde hoeveelheid afstotende energie. Naarmate het heelal uitdijde, nam ook het vacuüm toe en won de donkere energie aan kracht. De moderne kosmologie houdt het erop dat de afstoting 6 miljard jaar geleden zo krachtig werd dat de donkere energie de poging van de zwaartekracht om het heelal samen te trekken, overwon, waardoor de uitdijing kon versnellen.

En toen kwam Mordehai Milgrom:

Mordehai is een Israëlisch astronoom en hij mag zichzelf ook best wel intelligent noemen.

De wetenschap had dus om alles kloppend te houden donkere materie en donkere energie bedacht, maar je kan wel iets bedenken en benoemen, maar dan moet het wel bewezen worden. En dan zijn we gewoon weer terug bij het begin.

--------

Natuurkundigen proberen al tien jaar lang met de meest geavanceerde hightech apparatuur achter te komen waar het heelal nu echt uit bestaat. Ze hebben gevoelige detectoren gebouwd om donkere deeltjes op te vangen. Ze hebben de deeltjes zelf proberen na te maken in onderaardse versnellers. En ze hebben tot echt heel diep in de ruimte gekeken in de hoop om een glimp op te vangen van de donkere bestanddelen. Maar tevergeefs.

--------

En aangezien ze het bewijs van donkere materie en donkere energie dus maar niet kunnen aantonen zijn ze nu dus zover dat ze het heel simpel afdoen als een theoretisch dwaalspoor. Ja zo kan je alles afdoen. En daarmee gaven ze andere wetenschappers de ruimte om met nieuwe theorieën te komen. En één van die wetenschappers is Mordehai Milgrom.

Mordehai doet niet moeilijk en denkt dat donkere materie in het Universum helemaal niet bestaat. Zo kun je je ook van een probleem afhelpen. Lekker makkelijk. “Ik heb ruzie met jou … nee hoor, dat bestaat niet dus is er geen ruzie.” Is een dom voorbeeld, maar hallo ik ben geen Einstein of Newton. Ik ben enkel mijzelf.

Het gaat om het feit dat de wel zo snelle rotatie van de sterrenstelsels nagenoeg onmogelijk uit te leggen valt en wat zomaar zou kunnen komen door een foutje van Isaac Newton in zijn gravitatiewet. Newton? Heeft die een fout gemaakt? Was hij dan niet intelligent? Jawel, want ook intelligente mensen zijn in staat om soms een fout te maken. Ik maak ook wel eens een foutje. … ;-)

De kennis van het Universum die Isaac Newton had en waar hij hele ouderwetse middelen voor had om mee te werken staat in geen vergelijking met de geavanceerde mogelijkheden van nu. Newton had geen enkele mogelijkheid om echt ver in het Universum te koekeloeren. Had geen computers, had geen internet en overleg met eventueel andere wetenschappers ging echt veel minder snel. Je mag je dus ook afvragen of de hedendaagse wetenschappers als ze in de tijd van Newton geleefd hadden tot net zulke grote prestaties als Newton in staat zouden zijn geweest. Ik betwijfel het.

Volgens Newton wordt de aantrekkingskracht van een lichaam bepaald door zijn massa. Maar bij een groot lichaam, zoals een grote concentratie van sterren midden in een sterrenstelsel, neemt de aantrekkingskracht op de buitenste sterren die eromheen draaien enorm snel af wanneer de afstand ertussen groter wordt. Dat betekent dat de sterren midden in een stelsel de sterren aan de rand niet bij zich kunnen houden.

Mordehai Milgrom is echter van mening dat de zwaartekracht over die grote afstanden niet zo sterk afneemt als de eeuwenoude theorie voorspelt. Volgens Mordehai Milgrom geldt de oude theorie in kleine systemen zoals het zonnestelsel, maar in grote structuren zoals een stelsel met een omvang van 100.000 lichtjaar (Melkwegstelsel) geldt de zwaartekracht maar tot op zekere hoogte, afhankelijk van de massa in het stelsel. Vanaf deze grens neemt de zwaartekracht bij lange na niet zo veel meer af als Newton zegt. De zwaartekracht van de zichtbare materie van een sterrenstelsel kan de buitenste sterren daardoor toch vasthouden in hun baan.

En ach de kosmologisch wetenschappelijke wereld stond wederom op zijn kop, maar dit keer sloten ze al snel een pact en verwierpen de theorie van Milgrom, want dat was makkelijker dan erover na te gaan denken. Ze hadden ook wel een punt, want Milgrom legt er niet in uit waarom de zwaartekracht zich anders gedraagt dan wat altijd gedacht werd en zijn nieuwe gravitatiewet beschrijft dus ook nog eens niet de ontwikkeling van het Universum sinds de oerknal. Dus in de prullenbak met die theorie? Nouuuuu ….. na het grondig observeren van maar liefst 153 sterrenstelsels door andere astronomen blijkt zijn theorie echter precies te kloppen met het gedrag van de bestudeerde sterrenstelsels en verklaart hun rotatie zonder dat er donkere materie aan te pas komt.

En weet u nu wat donkere materie is?

En weet u nu wat donkere energie is?

Zal het antwoord maar even geven ..… nee, maar troost u, ik ook niet en eigenlijk weet nog steeds niemand wat het is en of het überhaupt wel bestaat. Maar dat geeft ook weer zoveel vragen dat het mij het beste lijkt om gewoon aan te nemen dat het beiden bestaat. Tenzij ik bereid ben om dus met een compleet nieuwe algemene relativiteitstheorie en gravitatiewet te komen. Dat kan ik echt wel, alleen zal het vast niet zo kloppend zijn als die van Einstein en Newton of van Milgrom en dus onthoud ik me daar maar van. Maar mocht u er wel zin in hebben ... schrijf het en verbijster de hele wetenschappelijke wererld ermee.

*Candice*

03/11/2019 09:33

Reacties (2) 

1
03/11/2019 15:42
Zo, dat geeft weer stof tot nadenken.
Helaas ben ik noch een Newton noch een Einstein (en misschien ben ik daar wel zo gelukkig mee).
Dat de zwaartekracht op grotere afstand minder sterk wordt lijkt mij logisch, behalve als daar tussenin NIETS is. Krachten worden afgeremd door obstakels - in een volledig vacuüm is er niets dat een kracht afremt. Dus moet er iets zijn dat voorkomt dat wij door ver verwijderde massa's worden aangetrokken. Zien kunnen wij het niet, dus noemen wij het 'dark'.
Materie kunnen wij zien, energie niet. Die kunnen wij slechts herleiden uit wat zij me...
1
03/11/2019 16:11
Met dat laatste ben ik het helemaal eens en met de rest ook, want zo zie ik het grotendeels ook. Het uitdijen zal eens stoppen. Het gaat nu al met een snelheid hoger dan lichtsnelheid en dan komt er toch een moment dat het stopt en dat het in elkaar zal klappen. Wij gaan dat toch niet meer meemaken maar het zal niet helemaal geruisloos gaan.
Maar we zullen het nooit met zekerheid weten, omdat het zo enorm groot is en alleen maar onmogelijker zal worden om verder te kijken (wij kunnen niet sneller dan het licht) en wij hebben niks anders dan onze natuurwetten die daar op die afstanden mi...
Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert