Melkwegstelsels: ontstaan zonder donkere materie?

11 februari 2020, 15:55
Materieverdeling 1,5 miljard jaar na het begin van de simulatie (lichtere kleur = dichter gas; lichtblauwe punten = jonge sterren). Afbeelding: AG Kroupa / Uni Bonn.
Materieverdeling 1,5 miljard jaar na het begin van de simulatie (lichtere kleur = dichter gas; lichtblauwe punten = jonge sterren). Afbeelding: AG Kroupa / Uni Bonn.
Elektronici zijn in meer of mindere mate ook geïnteresseerd in de natuurwetenschappen, en ook de (serieuze) astrofysica laat ze niet koud. Maar omdat elektronici zich doorgaans op een speciaal deelgebied van de toegepaste natuurkunde ophouden, zullen velen van hen wel eens van donkere materie hebben gehoord – maar niet werkelijk warmlopen voor deze kunstgreep van de moderne kosmologie. Het bestaan ervan is immers nog nooit direct aangetoond – en dat zal wellicht ook nooit gebeuren. Mogelijkerwijs omdat die donkere materie helemaal niet bestaat. En deze gewaagde interpretatie is kennelijk een voor de hand liggende conclusie wanneer we de jongste simulatie van onderzoekers van de Universiteit Bonn bekijken.

Donkere materie

Tot op heden gaat men ervan uit dat de materie na de oerknal niet absoluut gelijkmatig verdeeld was. Ten gevolge van de zwaartekracht trokken dichtere gebieden steeds meer materie naar zich toe. In de loop van zeer veel tijd vormden zich daaruit de huidige syerrenstelsels. Bij die aanvankelijke ongelijke verdeling zou ook de donkere materie een rol hebben gespeeld. Bovendien moet die donkere materie verklaren waarom de sterren van een sterrenstelsel ondanks de eigenlijk te snelle rotatie om het centrum niet ten gevolge van centrifugale kracht niet van elkaar weg vliegen. Donkere materie is in dat opzicht een soort sterrenlijm...

Volgens Pavel Kroupa van het Helmholtz-Instituut voor stralings- en kernfysica van de Universiteit Bonn maakt de theorie van de Israëlische natuurkundige Mordehai Milgrom met het acroniem MOND (MOdified Newtonian Dynamics) een andere een andere kijk op de dingen mogelijk: volgens MOND is de aantrekkingskracht van massa’s niet uitsluitend van die massa’s zelf afhankelijk, maar onder bepaalde omstandigheden ook van de aanwezigheid van andere massa’s. In melkwegstelsels gedraagt de zwaartekracht zich dan niet meer ‘klassiek’ conform Newton, maar is aanzienlijk sterker. En daarom blijven sterrenstelsels ondanks de waargenomen rotatie stabiel.

MOND-simulatie

In samenwerking met onderzoekers van de Universiteit Straatsburg is nu voor het eerst gesimuleerd of en hoe zich in een MOND-universum sterrenstelsels vormen. Met de in Kroupa’s groep ontwikkelde software werd, uitgaande van een gaswolk een paar honderdduizend jaar na de oerknal, het ontstaan van sterren en sterrenstelsels gesimuleerd. De verdeling en snelheid van de resulterende sterren kwam opmerkelijkdicht bij de waargenomen werkelijkheid. In simulaties met donkere materie ontstaan daarentegen overwegend sterrenstelsels zonder de in werkelijkheid duidelijk aanwezige materieschijven. Bovendien zijn ze, in tegensteling tot MOND-simulaties, bijzonder gevoelig voor parameters zoals het aantal supernovae enzovoort. De MOND-simulaties stemmen echter nog niet op alle punten met de werkelijkheid overen. Wie de donkere materie (samen met Newton ;-) graag uit de wetenschapskosmos zou willen verbannen, moet dus nog een beetje geduld hebben en op verdere verbeteringen en discussies wachten.
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items