#Tully-Fisher relatie

[astroblogs]

Nieuwe methode komt met een leeftijd van 12,6 miljard jaar voor het heelal

Nieuwe methode komt met een leeftijd van 12,6 miljard jaar voor het heelal

Credit: ESA/NASA

Sterrenkundigen hebben met behulp van de zogeheten ‘Baryonische Tully-Fisher relatie’ de afstanden van 50 sterrenstelsels ingeschat en op basis daarvan komen ze met twee waarden voor de leeftijd van het heelal en de Hubble constante: 12,6 miljard jaar resp. 75,1 ± 2,1 km/s/Mpc.  James Schombert (Universiteit van Oregon) en z’n team bestudeerden de gegevens van de sterrenstelsels,…

[adrianusv61]

Nieuwe methode komt met een leeftijd van 12,6 miljard jaar voor het heelal

Nieuwe methode komt met een leeftijd van 12,6 miljard jaar voor het heelal

Credit: ESA/NASA

Sterrenkundigen hebben met behulp van de zogeheten ‘Baryonische Tully-Fisher relatie’ de afstanden van 50 sterrenstelsels ingeschat en op basis daarvan komen ze met twee waarden voor de leeftijd van het heelal en de Hubble constante: 12,6 miljard jaar resp. 75,1 ± 2,1 km/s/Mpc.  James Schombert (Universiteit van Oregon) en z’n team bestudeerden de gegevens van de sterrenstelsels,…

[adrianusv61]

Flinke welles-nietes discussies over donkere materie en zwaartekrachtsgolven

Wetenschappers discussiëren wat af. De laatste tijd vallen mij daarbij twee onderwerpen op, waar verhitte debatten over worden gevoerd.

Donkere materie: sinds de jaren zeventig hebben sterrenkundigen door waarnemingen tal van aanwijzingengevonden dat er meer materie in het heelal is dan zichtbaar is.  Op 8 november 2016 kwam Erik Verlinde met z’n publicatie over de emergente zwaartekracht,…

[astroblogs]

Onderzoek aan bolhopen wijst op een leeftijd van 13,35 miljard jaar van het heelal

Onderzoek aan bolhopen wijst op een leeftijd van 13,35 miljard jaar van het heelal

IC 4499, één van de onderzochte bolhopen. Credit: ESA/Hubble & NASA

Tsjonge, de leeftijd van het heelal staat in de belangstelling: gisteren het berichtdat men op basis van de ‘Baryonische Tully-Fisher relatie’ van vijftig sterrenstelsels de leeftijd inschat op 12,6 miljard jaar. En nu dan het nieuws dat men op basis van onderzoek aan bolvormige sterrenhopen (kortweg bolhopen genoemd) de leeftijd…

[adrianusv61]

Onderzoek aan bolhopen wijst op een leeftijd van 13,35 miljard jaar van het heelal

Onderzoek aan bolhopen wijst op een leeftijd van 13,35 miljard jaar van het heelal

IC 4499, één van de onderzochte bolhopen. Credit: ESA/Hubble & NASA

Tsjonge, de leeftijd van het heelal staat in de belangstelling: gisteren het berichtdat men op basis van de ‘Baryonische Tully-Fisher relatie’ van vijftig sterrenstelsels de leeftijd inschat op 12,6 miljard jaar. En nu dan het nieuws dat men op basis van onderzoek aan bolvormige sterrenhopen (kortweg bolhopen genoemd) de leeftijd…

[astroblogs]

Is donkere materie soms een supervloeistof?

De Bullet cluster (1E 0657-56).

Bijna 85% van alle materie in het heelal bestaat uit de mysterieuze donkere materie, de rest is gewone materie van protonen, neutronen en elektronen, te vinden in de vorm van sterren, planeten, gas- en stofnevels, mensen, planten, dieren, koelkasten en andere accessoires. Dát donkere materie bestaat weten we uit talloze indirecte aanwijzingen, zoals galactische rotatiecurves en zwaartekrachtslenzen, wát donkere materie is weten we nog niet. Ruwweg zijn er twee verklaringen voor donkere materie, namelijk dat het een vorm van materie is, die maar heel zwak reageert op gewone, bekende materie, óf dat de zwaartekrachtswetten van Newton en Einstein niet kloppen en dat er een modification of gravity (MOG) nodig is. De meeste sterren- en natuurkundigen hangen de eerste verklaring aan, met koude, donkere materie (Engelse afkorting: ‘CDM’) in de vorm van Weakly Interactive Massive Particles (WIMP’s) als favoriete model, een klein clubje hangt de tweede verklaring aan, waarbij de Modified Newtonian Dynamics het bekendste model levert. Beiden hebben hun voor- en nadelen. Zo kan CDM moeilijk omgaan met de Tully-Fisher relatie tussen de helderheid van sterrenstelsels en de snelheid van sterren in hun buitenregionen, terwijl MOND (zie afbeelding hieronder) slecht de distributie van donkere materie in clusters van sterrenstelsels kan verklaren, zoals waargenomen in de Bullet-cluster (zie afbeelding hierboven).

MOND kan de galactische rotatiecurves beter verklaren dan de zwaartekrachtswet van Newton

In een recent verschenen artikel van de natuurkundigen Lasha Berezhiani en Justin Khouryn genaamd A Theory of Dark Matter Superfluidity worden de twee verklaringen min of meer gecombineerd, een soort ‘best of bost worlds’. Volgens Berezhiani en Khouryn moet donkere materie beschouwd worden als een supervloeistof, een kwantumvloeistof die in het vroege heelal gecondenseerd moet zijn geweest in ‘plassen’ (Engels: ‘puddles’), van waaruit de sterrenstelsels van gewone materie moeten zijn ontstaan. Superfluïditeit is een bekend verschijnsel in de natuurkunde, waarbij vloeistoffen bij zeer lage temperaturen geen viscositeit vertonen, dat wil zeggen dat hun stroperigheid of ‘traagvloeibaarheid’ verdwenen is, zoals het geval bij helium II.

Supervloeibaar helium in een glas kruipt vanzelf over de rand en loopt naar beneden. Onder het glas vormt het een druppel en valt naar beneden. Zo loopt alle helium eruit tot het glas leeg is.

In hun artikel komen Berezhiani en Khouryn met een vergelijking, waarin zowel het deeltjeskarakter van donkere materie naar voren komt als een MOG, een aangepaste zwaartekrachtswet. Met de vergelijking worden de genoemde nadelen van de twee afzonderlijke verklaringen gecorrigeerd. Op kleine schalen zoals van ons zonnestelsel zou de supervloeistof z’n kwantumeigenschappen verliezen en zou alle zwaartekracht volledig verklaard kunnen worden door Newton-Einstein, die eigenschappen komen pas naar voren op de galactische schaal, terwijl op de schaal van clusters van stelsels Newton-Einstein weer acte de presence geven. Oorzaken van dit wisselende optreden van donkere materie als supervloeistof: de temperatuur, die op galactische schaal het laagste is, op de schaal van het zonnestelsel en clusters hoger is, en de zwaartekracht van gewone materie, die op de schaal van het zonnestelsel dominant is ten opzichte van de zwaartekracht van donkere materie.

In een roterend glas met supervloeistof ontstaan wervelingen.

Berezhiani en Khouryn komen met een voorspelling die het mogelijk maakt hun theorie te toetsen aan de werkelijkheid met behulp van waarnemingen: supervloeistoffen roteren niet graag, probeer maar eens te slingeren aan een emmer met supervloeibaar helium, het zal niet roteren. Wel zullen er door behoud van impulsmoment wervelingen ontstaan (zie afbeelding hierboven) en dát is wat ze voorspellen: dat er in de donkere materie van onze Melkweg wervelingen zullen zijn, die waarneembaar zijn. Niet bekend is hoe die wervelingen van invloed zullen zijn op gewone materie, dus dat moet uitgezocht worden. Bron: Backreaction.

Astroblogs: http://www.astroblogs.nl/2015/08/16/donkere-materie-soms-een-supervloeistof/