Helaas. Honderd dagen lang meten in een vat met meer dan zestig kilogram vloeibaar xenon, een edelgas, diep begraven onder een Italiaanse berg heeft geen spoor opgeleverd van WIMP’s, de weakly interacting massive particles die er volgens donkere-materie modellen moeten zijn. Wat is er dan aan de hand?
Donkere materie is de meest logische verklaring voor het feit dat de buitenranden van melkwegstelsels veel sneller draaien dan volgens Newton of Einstein kan. Een ijle wolk donkere materie zou wel de materie in de verre spiralen aantrekken, maar niet die in het centrum waardoor ver weg gelegen sterren sneller draaien.
Als donkere materie bestaat, dan moet deze veel vreemder van aard zijn dan tot nu toe gedacht. Anders waren de deeltjes wel opgedoken tijdens het detectie-experiment, veertienhonderd meter onder de granietberg Gran Sasso, waar onder andere het Nederlandse instituut NIKHEF aan meewerkt. Naar nu blijkt, zijn slechts drie soorten deeltjes aangetroffen die alle drie overeenkomen met bekende deeltjes. Een stevige teleurstelling voor donkere-materie aficionado’s, maar misschien gaat er achter deze teleurstelling nog veel interessantere natuurkunde schuil. Iets moet namelijk zorgen voor de merkwaardige zwaartekrachtseffecten. Kloppen onze zwaartekrachtstheorieën niet op zeer grote schaal, of is er een andere vorm van donkere materie? Merkwaardig is namelijk dat elliptische melkwegstelsels, die het product zijn van grote botsingen, nauwelijks donkere materie blijken te bevatten.
Een mogelijkheid die overblijft is dat de donkere materie bestaat uit zogenaamde steriele neutrino’s. Neutrino’s kunnen nog via de zwakke kernkracht reageren met andere materie – de reden dat we ze waar kunnen nemen, zij het zeer zwak. Steriele neutrino’s kunnen – als ze bestaan – alleen via de zwaartekracht reageren op andere materie. Ook kan donkere materie bestaan uit een heel andere klasse deeltjes (met een andere energieverdeling) dan waar we nu aan denken. Het is ook mogelijk dat donkere materie iets te maken heeft met bolvormige sterhopen (bijvoorbeeld via een gemeenschappelijke oorzaak). Die hebben in grote lijnen dezelfde verdeling als donkere materie (al bewegen de sterren in bolvormige sterhopen zich niet abnormaal snel). Tot slot kan het natuurlijk zo zijn dat de WIMP’s domweg minder goed reageren met andere materie dan voorspeld. De modellen bieden nog de nodige rek.
Bronnen
New Scientist
Arxiv
Dicht bij een zwart gat gaat de tijd langzamer dan ver verwijderd van een zwart gat. Objecten die ver verwijderd zijn van een zwart gat verplaatsen zich daarom sneller omdat de tijd daar sneller verloopt.
Net zoals een atoomklok hoog in een flatgebouw vóór gaat lopen op een atoomklok die zich op de begane grond bevindt.