nl en en en id en en nl nl en nl fr nl nl nds nl nl nl nl en fr nl nl nl nl nl nl en nl nl nl nl nl nl nl en nl nl nl nl de nl nl nl nl nl nl nl nl nl nl fr en en nl nl nl en en nl nl nl nl it en en nl nl nl nl nl nl nl en en
Tijdens mijn studie natuurkunde aan de Rijks Universiteit te Utrecht, had ik als bijvak Sterrenkunde. Binnen dat vak gebied ben ik altijd geinteresseerd geweest in de kosmologie, de ontstaansgeschiedenis van onze kosmos of heelal. Ik wil daar een aantal onderwerpen uitlichten.
Dark Matter en Dark Energy
Wat is dat nu weer? Donkere materie en donkere energie?
Het zijn begrippen uit de kosmologie en zijn bedoeld om ons momentele gebrek aan kennis over de samenstelling van de kosmos te “verhullen“.
Het blijkt namelijk dat we slechts zo’n 5% van de materie en energie “kennen” die noodzakelijk is om ons heelal bij elkaar te houden, dan wel met versnelling te laten expanderen. Waar is de rest?
Voor een goed begrip: we hebben het hier over materie en energie die niet zichtbaar is met optische middelen en dus niet te detecteren is via de elektromagnetische straling die de aarde bereikt. Op dit moment schatten de kosmologen de volgende verhouding van de zichtbare en onzichtbare materie en energie in:
4% waarneembare (detecteerbare) materie en energie
De ontbrekende materie en energie is noodzakelijk om de bewegingen van sterren en sterrenstelsels in ons heelal (zoals we die op aarde waarnemen) consistent te houden met onze zwaartekracht- en relativiteitstheorie.
Dark matter en dark energy verhouding
Je zou ook de oplossing kunnen zoeken in antwoorden op vragen als:
“Zijn onze waarnemingen wel correct?“
“Is onze zwaartekracht- en relativiteitstheorie wel correct?“
“Wordt ons heelal misschien wel bij elkaar gehouden door God?“
Voordat we daar op ingaan, eerst wat achtergronden en geschiedenis.
Het eerste idee van Dark Matter
Het was een Nederlander die als eerste (in 1932) het idee lanceerde dat er ontbrekende materie moest zijn om ons Melkwegstelsel intact te houden: Jan Hendrik Oort. Zijn berekeningen waren niet correct, maar een jaar later bewees Fritz Zwicky de theorie van Oort met de correcte berekeningen.
Veel later (in 1978) werd de theorie opnieuw getoetst door Vera Rubin en Kent Ford. En zij vonden dat de buitengebieden van spiraalstelsels sneller ronddraaien dan verwacht mocht worden op grond van hun bekende massa. Er zou daarvoor meer massa aanwezig moeten zijn.
Dit fenomeen werd vanaf toen het melkwegstelseldraaiingsprobleem genoemd.
Oerknal of “Big Bang“
Donkere materie is ook een mogelijke oplossing voor bepaalde inconsistenties in de theorie van de oerknal. De oerknal of big bang is de populaire benaming van de kosmologische theorie die op basis van de algemene relativiteitstheorie aannemelijk maakt dat 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond uit een enorm heet punt (ca. 1028 K), met een bijna oneindig grote dichtheid, ofwel een singulariteit. Tegelijkertijd met de oerknal zouden ruimte en tijd zijn ontstaan. De theorie is onder meer gebaseerd op de waarneming van het voortdurend uitdijende heelal, in het bijzonder de roodverschuiving van de spectraallijnen van licht van verre sterrenstelsels. Dit wordt veroorzaakt door het zogenaamde dopplereffect.
Die singulariteit is strijdig met de algemene relativiteitstheorie, want daarin is een oneidig grote dichtheid onmogelijk.
De vraag is dus ook of we met onze theorieen, die de extrapolatie van het uitdijende heelal, terug in de tijd, moeten ondersteunen, wel dicht genoeg bij het begin kunnen komen. Er wordt dan ook veel gediscussieerd over tot hoe dicht we bij de singulariteit kunnen extrapoleren, maar zeker is dat we niet dichterbij kunnen komen dan tot ongeveer 10−43 seconde na het ontstaan van het universum.
Big Bang of Oerknal van bijna 15 miljard jaar geleden
Zwarte gaten of “Black Holes“
Het lijkt voor de hand te liggen om een relatie tussen donkere materie en zwarte gaten te veronderstellen. De kern van een zwart gat bestaat ook uit een singulariteit en lijkt daarmee op het begin van de kosmos.
Zouden de zwarte gaten in feite de donkere materie zijn? Ook hier tast men nog in het duister; het is zelfs zo dat het opnemen van donkere materie door zwarte gaten (meestal bevinden die zich in het centrum van een sterrenstelsel) impliceert dat er donkere materie verdwijnt uit de rest van het sterrenstelsel.
Dit legt weer beperkingen op aan de theorieën over de snelheid en richting van de donkere materie deeltjes. Het verklaren van de aard van donkere materie is een van de grote problemen van de kosmologie.
Noodzaak van donkere energie of Dark Energy
Naast donkere materie is er ook donkere energie noodzakelijk om, met name, de versnelling van het uitdijen van het heelal te verklaren.
Einstein wilde in eerste instantie niet geloven dat het heelal uitdijde. Daarom introduceerde hij in 1917 al een kosmologische constante in zijn veldvergelijkingen. Die konstante voorkwam dat het heelal, volgens zijn theorie, door de zwaartekracht zou instorten. Na de ontdekking van de uitdijing van het heelal trok Einstein het idee van deze anti-zwaartekracht in en noemde dit idee “zijn grootste blunder”.
Versnelling eist negatieve zwaartekracht
In de jaren negentig werd aan de hand van de studie van verre supernovae, ontdekt dat de uitdijing van het heelal zo’n vijf miljard jaar na de oerknal is gaan versnellen. De enige manier om dit te verklaren was het introduceren van een onbekende kracht die zich gedroeg als een kosmologische constante en werkte als een negatieve zwaartekracht. Deze kracht, of energie, werd donkere energie genoemd en er is nog geen afdoende verklaring voor gevonden. Een verklaring kan zijn dat “lege” ruimte zijn eigen energie heeft. Omdat dit een eigenschap van ruimte zelf is, kan ze niet “verdunnen” als gevolg van een expanderende ruimte… Andersom: als er meer ruimte ontstaat, is er ook meer van dergelijke energie.
Quintessence, het vijfde element
Sommige kosmologen hebben deze donkere energie ook wel “quintessence” genoemd, naar het vijfde element in de Griekse filosofie (ook wel aether genoemd). Volgens de Griekse filosofen zou dit element de ruimte boven de aardse sfeer vullen. En dit werd ook in de middeleeuwen geloofd. Maar dat verklaart dus evenmin iets.
In het boek Character of Physical Law van Richard Feynman las ik het volgende: “According to modern physical cosmology, our universe evolved from a very special, remarkably simple beginning. During the initial stages of the Big Bang, the matter in the universe was in thermal equilibrium at an extremely high temperature, almost perfectly uniform in composition and density. Since then, the universe has expanded and cooled. The structures we see today, ranging from clusters of galaxies to individual galaxies to stars and planets, emerged through gravitational instability from extremely small deviations from perfect uniformity (about one part in ten thousand).
More specifically, regions containing slightly more than the average density of matter attracted surrounding matter more effectively than less dense regions, thus getting denser, in a self-reinforcing cycle, until they condensed into the structures we see today.”
Hierbij deed de term “extremely small deviations” mij denken aan de evolutietheorie van Darwin.
20 april 202115 februari 2022 JosWP
Kosmologie, Teksten in het Nederlands/Dutch Big Bang, Dark energy, Dark matter, Donkere energie, Donkere materie, Zwart gat
Geef een antwoord Reactie annuleren
Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *
Categorieën Categorie selecteren Teksten in het Nederlands/Dutch  (213)    Algemeen (over website en auteur)  (28)    Boekenwurm  (30)       Gedichten/Poetry  (7)    Buitenaards  (10)    Filosofie  (8)    Geschiedenis  (54)    Helden  (9)    Kosmologie  (16)    Mystiek  (11)    Persoonlijke ontwikkeling  (10)    Schaken  (96)       Bijdragen aan De Balans  (32)       Schaaktoernooi  (53)    Wandelen in Alphen  (15)    Wis- en Natuurkunde  (15) Texts in English/Engels  (55)    Book lover  (6)    Chess  (6)    Cosmology  (5)    Extra Terrestrial  (15)    History  (10)    Mystic  (4)    Personal development  (6)    Philosophy  (12)    Science  (6)
Oudere berichten Maand selecteren september 2022  (5) augustus 2022  (8) juli 2022  (3) juni 2022  (8) mei 2022  (9) april 2022  (7) maart 2022  (9) februari 2022  (11) januari 2022  (12) december 2021  (18) november 2021  (44) oktober 2021  (12) september 2021  (2) juli 2021  (2) juni 2021  (4) mei 2021  (3) april 2021  (8) maart 2021  (13) februari 2021  (18) januari 2021  (15) september 2020  (5) augustus 2020  (1) maart 2020  (1) oktober 2019  (12) januari 2019  (1) oktober 2018  (13) juni 2018  (2) mei 2018  (12) oktober 2017  (10)
1e ronde 2e ronde 3e ronde 4e ronde 5e ronde 6e ronde 1956 1996 2015 2018 ACO Albaniana Alien Alphen aan den Rijn Area 51 Bad Neuenahr Bhutan Bijdragen aan de Balans Boeken ChessClassics Correspondentieschaak Dark matter Dead Sea Rolls Donkere energie Donkere materie Einstein Epictetus Extra Terrestrial Female Chess Gospel of Mary Guernsey Haiku Huwelijk Jan Hein Donner Kreta Laatste ronde Levensloop Paul Morphy Limes Loopgravenoorlog Marcus Aurelius Maria Magdalene Mechanisme van Antikythera Morphy Nag Hanmmadi Oculus Omar Khayyam Paaseiland Pantheon Philosopher's Shirt Poorten van de hel Prijzen Professor Zonnebloem Romeinse Rijk Roswell Schaaktoernooi Schaken Schliemann-Jänisch Seneca SETI Simultaan Socrates St. Peter Port Steven M. Greer Tata Steel Chess UFO Vitruvius Vooruitblik Wandelen Wereldgeschiedenis 1836-1884 Wichelroede Wilhelm Steinitz Wilmink WIMPs World Happiness Report Zegerplas