Sterrenkunde koeterwaals – Donkere materie
Er is wat grappigs aan de hand in het heelal. In de jaren ’30 van de vorige eeuw bestudeerde de astronoom Fritz Zwicky de bewegingen van sterrenstelsels in de Coma cluster van sterrenstelsels. Hij ontdekte dat die sterrenstelsels veel te snel bewogen. Toen hij al hun wederzijdse aantrekkingskrachten bij elkaar optelde hadden hun ongelooflijke snelheden de Coma-cluster al eeuwen geleden moeten verscheuren. Maar de cluster was er nog steeds. Hij dacht dat er een soort van materie moest zijn, verborgen voor zijn waarnemingen, die voldoende zwaartekracht leverde om de cluster bij elkaar te houden.
Hij noemde dit materiaal “donkere materie” en ging verder met andere onderwerpen in de sterrenkunde. Het onderwerp werd grotendeels genegeerd door de astronomische gemeenschap.
In de jaren ’70 onderzocht astronoom Vera Rubin de bewegingen van sterren in het Andromeda sterrenstelsel. Ze ontdekte dat de sterren veel te snel in hun baan ronddraaiden. Dat sterrenstelsel, en de tientallen andere die ze bestudeerde, hadden zichzelf moeten verscheuren. Tenzij er een soort verborgen materie was om alles bij elkaar te houden.
Donkere materie kwam terug op de agenda van astronomen.
Sindsdien is er meer bewijs verzameld. De massa in clusters van sterrenstelsels kan het pad van het licht van achtergrondobjecten buigen en astronomen kunnen de hoeveelheid buiging gebruiken om de massa van de clusters te berekenen. Die berekeningen laten zien dat de werkelijke massa van clusters minstens 5 keer groter is dan wat we kunnen zien.
Kosmologen die het vroege heelal bestuderen kunnen de kosmische microgolfachtergrondstraling in kaart brengen. dit is het overgebleven lichtpatroon van toen het heelal slechts 380.000 jaar oud was. Die waarnemingen vertellen ons dat er toen een vorm van donkere materie aanwezig was.
Berekeningen van het ontstaan van elementen in het piepjonge heelal voorspellen met succes de overvloed aan waterstof en helium … en vertellen ons dat de hoeveelheid normale materie niet erg groot is.
Overal waar we kijken zien we signalen van donkere materie. Geen enkele andere theorie kan de grote verscheidenheid aan waarnemingen verklaren die op het bestaan ervan wijzen. Voor zover we kunnen zien is het een nieuw soort deeltje, voorheen onbekend in het standaard model van de deeltjesfysica, dat gewoon geen interactie heeft met licht. Licht gaat er doorheen, het reflecteert, breekt, gloeit of absorbeert niet. Een betere naam zou “onzichtbare materie” zijn, maar dat klinkt natuurlijk minder spannend.
De jacht is begonnen om direct bewijs voor het bestaan van donkere materie te vinden. Maar tot nu toe hebben alle zoektochten niks opgeleverd.
Meer over donkere materie en Fritz Zwicky op Kuuke’s Sterrenbeelden.
Dit artikel maakt deel uit van de serie Sterrenkunde – koeterwaals. Het zijn vertaalde en eventueel bewerkte berichten van de rubriek Astronomy 101 van de website UniverseToday
