Donkere materie en de waarde van G

[kastanje57]

Aannemend dat donkere materie bestaat en een wezenlijk onderdeel uitmaakt van ons universum,
is het dan op basis van bestaande kennis mogelijk dat G, de gravitatieconstante, wordt veroorzaakt door de wisselwerking tussen donkere materie en materie?
 
Zo ja, dan bepaalt de dichtheid van materie de exacte waarde van G en is die dus niet overal in het universum gelijk.
 
Zo nee, dan graag een uitleg waarom niet.
Alvast bedankt.

[Bladerunner]

Die stelling is heel plausibel want men heeft in april van dit jaar ontdekt dat de waarde van G niet alleen lijkt te veranderen, maar dat deze periodiek is en een link lijkt te hebben met de rotatie van de Aarde(!) Men denkt overigens dat niet G zelf daadwerkelijk veranderde, maar dat onze metingen werden beïnvloed. (Een andere aanname zou immers betekenen dat de definitie van G overboord kan). Dit impliceert dus dat hoe je het ook bekijkt G zich niet als een constante presenteert maar inderdaad afhankelijk van de locatie een andere waarde laat zien.
 
Het betekent echter ook dat je dus niet perse donkere materie hoeft te hebben om G te laten 'variëren'. M.a.w: G wordt dan niet 'veroorzaakt' door donkere materie maar als het bestaat kan het G wel doen variëren.
 
Bron:

[kastanje57]

@Bladerunner, dank je wel voor je antwoord.
Ik heb het artikel gelezen en dat deed me aan het volgende denken,
In de jaren 30 van de vorige eeuw is het idee geopperd dat de zwaartekracht, gegenereerd door een massalichaam, niet alleen een massa component in zich draagt doch ook een 'rotatiebeweging van hetzelfde massalichaam' component bevat.
Dat idee werd serieus genomen maar er bleek toendertijd geen mogelijkheid om dit idee te testen.
Daarop verdween de theorie in de ijskast.
Voor zover ik weet, is e.a. eind tachtiger jaren weer boven water gekomen en begin 90-er mbv een satelliet getest en bewezen verklaard.
Echter, de invloed van de rotatiebeweging is in de meeste gevallen verwaarloosbaar klein, vnl bij kleine deeltjes met hoge energieniveau's is het effect aangetoond.
Inmiddels is dit idee ook aangetoond en bewezen verklaard door anomalieën die men vond in de beweging van de beide pioneer en voyager sondes.
Dat is wat ik ervan weet.
 
Uit je antwoord maak ik op dat de mogelijkheid wel degelijk bestaat dat donkere materie invloed uitoefent op de gravitatie constante.
Wanneer ik naar de natuurkundige dimensie van G kijk, m³ x s² / kg, dat lees ik daar een 3-D ruimtelijke versnelling per kg gewicht van het desbetreffende massalichaam uit.
Wanneer ik dat beschouw, kan ik mij de factor m³ x s² voorstellen als een ruimtelijke versnelling die uit 'iets' (donkere materie ?) gegenereerd wordt en vervolgens een zekere invloed uitoefent op de tolbewegingen van het massalichaam van waaruit G gemeten wordt.
Wanneer bovenstaande klopt, lijkt mij dat de afwijking die in het artikel genoemd wordt aangaande de cyclus van de LOD, een factor 10e-4 versus een factor 10e-5.
Immers, de variatie van G, analoog aan de LOD, is in de proefnemingen berekend op basis van enkel de massa van de aarde.
Wanneer de rotatie beweging van de aarde zelf ook in de benadering, berekening van G wordt meegenomen, geeft dit wellicht een verklaring voor de afwijking, zoals boven beschreven.
 
In het geval van de aarde is de massa zo groot en de rotatie beweging (relatief) zo langzaam, dat het effect van de rotatie op de gegenereerde zwaartekracht verwaarloosbaar klein is.
Dat geldt wellicht niet wanneer G gemeten wordt ipv aan de zwaartekracht zelf vanwege de veel grotere nauwkeurigheid die hiermee bereikt kan worden.
 
Dat is wat ik heb kunnen bedenken in de afgelopen uren, ik heb lang en grondig over je antwoord nagedacht.
Uit mijn hoofd bestaat het universum voor ongeveer 85% uit donkere materie, dat heeft een zeker gewicht, een heel groot gewicht.
Wanneer deze donkere materie G beïnvloedt, vindt dat plaats middels een vergelijking tussen de massa van donkere materie en het desbetreffende massalichaam van waaruit G bepaalt wordt
Hoe zwaarder het massalichaam, hoe groter de invloed van donkere materie moet zijn om de waarde van G binnen de gemeten grenzen te houden.
 
Dit alles uiteraard met de aanname dat donkere materie bestaat, anders is dit betoog onzin.

[Bladerunner]

Inderdaad dat was de "Gravity Probe B" satelliet en het effect wat gemeten werd luidt "frame dragging".
Ook ik kan mij voorstellen dat het verschil 10e-4 en 10e-5 op deze manier verklaard kan worden.
 
In ieder geval kunnen wij donkere materie alleen afleiden c.q. verklaren aan de hand van de zwaartekracht effecten die het veroorzaakt op gewone materie en zou frame dragging ook op grote schaal kunnen bestaan door de rotatie van sterrenstelsels. Uiteraard hebben we het dan over zeer kleine waarden vanwege de grotere afstanden, maar laten we niet vergeten dat G zelf ook zeer klein is en kleine variaties vallen dan wel op.
 
Ik ben het wel eens met je betoog, maar helaas is donkere materie nog steeds een hypothese al hoor je zo nu en dan dat er 'bewijs' is gevonden en komen we steeds een stapje dichter bij de waarheid.

[kastanje57]

@Bladerunner, opnieuw bedankt voor je antwoord.
Ik ga proberen je het beeld te beschrijven dat ik heb van donkere materie.
Dit alles in de wetenschap dat geen van wat beweer bewezen is, het is slechts mijn beeld daarvan.
 
Donkere materie beschouw ik als statische materie, materie waarin de factor Tijd geen rol speelt en zelfs helemaal niet bestaat.
Dat maakt logischerwijs dat we het niet kunnen meten, daar is immers altijd een factor tijd voor nodig.
Donkere materie staat in mijn visie dus stil, het kent geen enkele vorm van beweging door het gebrek aan tijd (letterlijk in dit geval)
Daarbij staat het zelfs stil in absolute zin, relativistische principes gelden daar niet.
 
Donkere materie bestaat om ons heen, onze lichamen zijn ervan doordrongen, feitelijk vult donkere materie in mijn beeld de lege ruimte op tussen de kernen van atomen en de elektronenwolken die daartussen hangen.
Zoals bekend bestaat ons lichaam vnl. uit lege ruimte.
Al die ruimte is gevuld met donkere materie.
 
Een volgende reden dat we donkere materie niet kunnen waarnemen is de temperatuur die het bezit, 0^oK. of daaronder.
Bij gebrek aan direct fysiek contact tussen materie en donkere materie, kan er geen warmtestroom op gang komen waardoor donkere materie vanuit ons deel van het universum niet opgewarmd kan worden.
 
Donkere materie is qua dichtheid, gelijkelijk verdeeld.
Waarschijnlijk zullen er afwijkingen ontstaan in de kernen van (zware) sterren enof zwarte gaten.
In onze contreien in het heelal, ga ik uit van een gelijke verdeling in dichtheid van donkere materie.
 
Wanneer donkere materie dus indirect toch enige invloed middels zwaartekracht op ons universum uitoefent, kan dat eigenlijk alleen maar tot uitdrukking komen in de gevonden variaties van G.
Ik beschouw dat als volgt.
Een massalichaam, de aarde bv, vliegt met zeer grote snelheid rond de zon, in deze voortgaand beweging treedt geen enkele vorm van wrijving met donkere materie op, d-m is in dat geval supergeleidend.
Anders wordt het met de eigen rotatie beweging(en) van het massalichaam, dat veroorzaakt wel iets van wrijving met donkere materie.
Wrijving is in dit verband waarschijnlijk niet de juiste term maar ik weet niet hoe ik het anders uit moet leggen.
In mijn beeld veroorzaakt de rotatie beweging van een massalichaam een of andere interactie met donkere materie.
Hieruit ontstaat het bestaan en voorkomen van de gravitatieconstante, de waarde is dus afhankelijk van de massadichtheid van materie.
In het geval van kernen van zwarte gaten, zal de dichtheid van donkere materie ook wel wijzigen met voor mij verder onbekende gevolgen.
 
Dit is ongeveer het beeld wat ik van donkere materie kan schetsen.
Ik ga er derhalve gemakshalve ook vanuit dat donkere materie nimmer of nooit fysiek zal worden kunnen aangetoond bij gebrek aan tijd.
Het zal hooguit afgeleid kunnen worden aan de interactie die het met materie vormt, zoals nu al het geval met voornoemde zwarte gaten, zwaartekrachtlenzen etc.
 
Overigens, de dichtheid van materie is dus een belangrijke factor die de interactie met donkere materie bepaalt.
In mijn visie kan hieruit ook de anomalie tussen massa en draaiing van het melkwegstelsel worden verklaard.
Dat baseer ik op het volgende.
 
Men heeft "frame dragging" ook gemeten aan de voyagers (meen ik).
Daarbij bleek er nog steeds een kleine afwijking te bestaan tussen de gemeten en berekende waarde van de bewegingen van de sondes.
Een verklaring daarvoor is tot op heden niet gevonden.
Vanuit bovenstaande beschrijving zou de - nog bestaande minieme - afwijking afgeleid kunnen worden uit de verschillen in dichtheid van materie van de sonde zelf. De sonde tolt om de as, de verschillen in dichtheid veroorzaken verschillen in de interactie met donkere materie wat z'n uitwerking heeft in minieme afwijkingen die aan zwaartekracht gemeten worden.
 
Dat is zo ongeveer het beeld dat ik van donkere materie heb.
Het bestaan ervan is alreeds afgeleid bewezen, direct bewijs zal er (voorlopig) niet kunnen komen, zo ben ik bang.
Tot slot, een soort gelijk verhaal kan - denk ik - analoog hieraan ook gezegd worden over donkere energie maar daar weet ik verder helemaal niets van, dat begrijp ik niet en gaat me ver boven m'n pet.
Gelukkig zijn er grenzen aan mijn intelligentie en begripsvermogen.
Donkere materie en het bestaan ervan, kan ik wel bevatten.

[Michel Uphoff]

Opmerking moderator

Verplaatst naar theorieontwikkeling.

Opmerking moderator

Het topic wordt steeds speculatiever. Gaarne meer feitenmateriaal,  wetenschappelijke onderbouwing en betrouwbare bronnen

[Jan van de Velde]

Opmerking moderator

commentaar op de moderatie verplaatst naar het feedbackforum
http://sciencetalk.nl/forum/index.php/topic/196363-moderatie-donkere-materie-en-de-waarde-van-g/#entry1039561
dan kan het hier weer verder over donkere materie

[Bladerunner]

@kastanje57
 
Ik ben het niet eens met je visie dat er geen tijd zou bestaan voor donkere materie en de daaruit voortvloeide effecten of juist de afwezigheid van wat voor effect dan ook. Want net als dat je zelf zegt dat er tijd nodig is om het te kunnen meten heb je ook tijd nodig om het te laten reageren met gewone materie. En waarnemingen lijken dat te bevestigen. Als er geen tijd zou bestaan voor donkere materie dan zou dit feitelijk betekenen dat het buiten ons ruimte-tijd continuüm bestaat.
En dat zou niet kunnen omdat het contact maakt met gewone materie.
 
Maar er is nog een reden waarom jou tijd factor gewoon een rol speelt en dat is het standaardmodel van de deeltjes fysica.
Wetenschappers gaan er momenteel van uit dat donkere materie waarschijnlijk geen baryonische materie is. M.a.w: Het is opgebouwd uit exotische deeltjes en niet uit gewone protonen en neutronen wat de bekendste voorbeelden zijn van (gewone) materie dat uit baryonen bestaat.
 
Nu bestaan protonen en neutronen elk uit 3 quarks en twee verschillende soorten daarvan. Maar er zijn in totaal dus 6 typen quarks ontdekt (elk met hun eigen anti-deeltje) en dus kunnen er deeltjes bestaan uit die andere typen. Er zijn zelfs deeltjes gevonden die uit meerdere bestaan.
Als er dus deeltjes bestaan die uit andere typen quarks bestaan dan zullen die deeltjes en de atomen die ermee gemaakt kunnen worden zeer waarschijnlijk vreemde eigenschappen hebben. En één van die eigenschappen zou kunnen zijn het ontbreken van het uitzenden van de gebruikelijke straling waardoor het niet ontdekt kan worden op de gebruikelijke manier.
 
(In die zin kun je donkere materie wel 'statisch' noemen omdat met uitzondering van de zwaartekracht effecten die het heeft op gewone materie er binnen de invloedssfeer van het donkere atoom zelf weinig lijkt te gebeuren.)
 
En mijn punt is dat er nergens in het standaardmodel aanwijzingen zijn dat hier een deeltje uit gemaakt zou kunnen worden dat de factor tijd naast zich neer legt.
 
Je hebt het er verder over dat donkere materie overal aanwezig is, ook in de ruimte tussen de atomen. Maar hoe rijm je dat met het Higgs veld? Want daarvan wordt het zelfde gezegd. En ik denk niet dat het plausibel is dat er twee soorten velden nodig zijn in het vacuüm om het een en ander te verklaren.
 
p.s:
Wetenschappers hebben overigens de z.g.n. hot dark matter wat met relativistische snelheden zou bewegen ter zijde gelegd en onder gebracht in de algemene theorie over donkere materie omdat hot dark matter alléén de effecten niet kan verklaren die het heeft op gewone materie. Als hot dark matter eveneens bestaat dan is het neutrino een van de deeltjes die daar deel vanuit kan maken aangezien de massa zo goed als nul is.