Enormous hole in the universe

[eendavid]

In 2004 werd in het WMAP spectrum een koude spot ontdekt, een punt van lagere temperatuur in de kosmische achtergrondstraling. Deze waarneming bleek toen een ongekende fysische oorzaak te hebben klik. Deze lijkt nu gevonden: in de richting van deze koude spot werd een gat gevonden, i.e. ruimte zonder enige vorm van materie. Dit gat is veel groter dan eerder waargenomen gaten, en beïnvloed het spectrum zo dat de koude spot wordt gevormd. Dat de anomalie door een dergelijk eenvoudig mechanisme zou ontstaan is een bemoedigend resultaat.

Read more...

Read much more...

[Grasduiner]

Ik zet steeds meer vraagtekens achter de Big Bang theorie.

In het begin dacht men dat materie gelijkmatig over het heelal verdeeld zou moeten zijn, ook omdat de achtergrondstraling (geeft een foto situatie weer van het heelal in de vroegste periode) blijk geeft van een heelal waarin materie gelijkmatig verdeeld zou moeten zijn.

Later kwam men er achter dat het heel heelal klonterig was. Er zijn muren van sterrenstelsels van honderden miljoenen lichtjaren breed en slechts 15 miljoen lichtjaar dik, en daarachter een onmetelijke ruimte van leegte van honderden miljoenen lichtjaren.

Ook de veronderstelling dat sterrenstelsels zich netjes van elkaar verwijderde klopte niet, want onze cluster van sterrenstelsels wordt met een snelheid van 600 kilometer per seconde richting een grote magneet getrokken, niemand weet nog zeker wat die grote magneet is. De melkwegstelsel spoedt zich in de tegenovergestelde richting!

Als je al de zichtbare materie, en de materie die nodig is om de sterrenstelsels in de vorm te houden waarin we ze nu zien komen we nog 90% van de materie tekort die nodig is om het heelal sterrenstelsels te laten vormen zonder dat de materie in vliegende vaart verdwijnt. Niemand heeft nog een idee waar die onzichtbare materie zich zou moeten bevinden.

En dan heb ik het nog niet gehad over de mega sterrenstelsels waar de zwaartekracht meer dan 100 miljard jaar de tijd voor nodig heeft om deze te bouwen terwijl het heelal volgens de big bang theorie op zijn hoogst 20 miljard jaar oud is.

De Big Bang theorie rammelt aan alle kanten. Ik weet wel dat veel problemen opgelost zijn met de inflatie theorie, die verondersteld dat het heelal in een onmeetbare tijd net zo snel is uitgedijt als een zandkorreltje in een onmeetbare tijd zou uitdijen ter grootte van ons heelal. Een bizare theorie dus, die inflatie theorie.

Het heelal van Hoyle is filosofisch gezien veel logischer en voor de hand liggen.

[eendavid]

Dit is een eerder ongenuanceerde bijdrage die je in mijn ogen beter in het theorieontwikkelingsforum had geleverd (vooral omdat dit nieuwsbericht enkel gelinkt is aan BB maar verre van een onderwerp is dat enkel en alleen over BB gaat). Dergelijke fouten gebeuren meestal wanneer men omwille van persoonlijke voorkeuren ('ontstaan is volgens mij gelinkt aan goddelijke schepping en ik ben atheist dus dat kan niet') wetenschap een richting wenst op te leggen.

Clusters ontstaan dankzij gravitatie, dat is geen enkel probleem voor Big Bang. De distributie van materie klopt namelijk met kleine anisotropie in achtergrondstraling. Dat de achtergrondstraling bij benadering isotroop is, is precies een probleem voor Hoyles theorie (en is ook 1 van de redenen waarop deze werd verworpen). Deze wijkt zoveel af van observaties dat hij maar geprobeerd heeft met een nieuwe theorie af te komen, ditmaal zonder echt overtuigend over te komen.

[Grasduiner]

Dit is een eerder ongenuanceerde bijdrage die je in mijn ogen beter in het theorieontwikkelingsforum had geleverd (vooral omdat dit nieuwsbericht enkel gelinkt is aan BB maar verre van een onderwerp is dat enkel en alleen over BB gaat). Dergelijke fouten gebeuren meestal wanneer men omwille van persoonlijke voorkeuren ('ontstaan is volgens mij gelinkt aan goddelijke schepping en ik ben atheist dus dat kan niet') wetenschap een richting wenst op te leggen.

Clusters ontstaan dankzij gravitatie, dat is geen enkel probleem voor Big Bang. De distributie van materie klopt namelijk met kleine anisotropie in achtergrondstraling. Dat de achtergrondstraling bij benadering isotroop is, is precies een probleem voor Hoyles theorie (en is ook 1 van de redenen waarop deze werd verworpen). Deze wijkt zoveel af van observaties dat hij maar geprobeerd heeft met een nieuwe theorie af te komen, ditmaal zonder echt overtuigend over te komen.

De Big Bang theorie wordt juist omarmd door mensen met een Godsdienstige inslag, zoal paus Pius in 1951, omdat de Big Bang een begin van de tijd verondersteld. Mijns inziens overigens niet zo interessant wat deze mensen er van vinden. Er zijn ook theoriën omtrent het heelal die veronderstellen dat het heelal zoals wij dat kennen altijd heeft bestaan. Daar heb je geen God voor nodig, alleen quantummechanica.

Jij hebt wel een punt. Op dit moment is er niet één sluitende theorie waarmee alles wat wij om ons heen zien verklaard kan worden. Hoyle heeft een poging gedaan met zijn steady state heelal. In ieder geval heeft hij gelijk gekregen met de bewering dat veel zwaardere elementen gevormd kunnen zijn in sterren of in super nova's.

Ik ben wel van plan om binnenkort mijn vraagtekens omtrent de Big Bang in de door jou genoemde site op te sommen.

Waarom ik twijfel aan de Big Bang?

Een jaar of tien geleden had ik een collega die een universitaire studie had gevolgd omtrent sterrenkunde. Ook hij had zo zijn twijfels bij de Big Bang, en dan met name de onderbouwing via de infaltie theorie. Ik kon maar niet begrijpen waarom hij twijfelde aan een theorie waaraan niemand lijkt te twijfelen. Hij liet zich echter niet zo uit over zijn visie hier op.

De laatste tijd lees ik steeds meer over wetenschappers die vraagtekens zetten achter de Big Bang theorie. Één van deze mensen is John Boslough. Dat is niet zomaar een krullebol, maar iemand die al vele tientallen jaren als wetenschapsjournalist de vinger aan de pols houdt als het gaat om ontwikkelingen in de sterrenkunde. Zo is hij kind aan huis bij geweest bij alle nobelprijswinnaars op het gebied van de astronomie. Hij heeft ook boeken geschreven over de Big Bang maar in de jaren negentig is hij gaan twijfelen over de Big Bang theorie. Er zouden teveel waarnemingen zijn die niet kloppen met de Big Bang.

Ook worden er allerlei aannamens gedaan. Zo zouden er volgens de Big Bang theorie allerlei deeltjes moeten bestaan om de materie om ons heen te kunnen verklaren, maar niemand heeft deze deeltjes ooit kunnen bewijzen. Zo heb je de Higgs velden, die ervoor zorgen dat massa met zwaartekracht kan ontstaan. Deze Higgs deeltjes zijn cruciaal, maar niemand heeft ze ooit kunnen bewijzen.

Het boek van John Boslough heet: Meesters van de tijd.

Hieronder een citaat van de flap:



In de lente van 1992 stond de wereld plotseling op zijn kop: sterrenkundigen zouden erin geslaagd zijn de juistheid van de oerknaltheorie aan te tonen. Was er dan ooit getwijfeld aan deze succesvolle theorie, die zegt dat het heelal ongeveer vijftien miljard jaar geleden ontstaan is in een reusachtige explosie? Ja, en daar was ook alle reden toe. En nog steeds. Want ondanks de belangrijke nieuwe ontdekking van klonteringen in het jonge heelal, is de oerknaltheorie nog steeds een wankel bouwwerk.

In Meesters van de tijd beschrijft John Boslough de totstandkoming van de oerknaltheorie en de talloze, meest nog onopgeloste problemen waarmee zij -met name sinds het einde van de jaren tachtig- te kampen heeft gekregen. Iedere keer weer blijken nieuwe, vaak speculatieve theorieën door de waarnemingen achterhaald te worden. En steeds weer worden zo mogelijk nog speculatievere theorieën bedacht om de nieuwste waarnemingen te verklaren. Het probleem met veel van de nieuwe theorieën is dat ze niet getest kunnen worden, althans voorlopig niet. En het lijkt erop dat de waarheid maar niet dichterbij wil komen.

Desondanks klampen generaties kosmologen zich krampachtig vast aan de oerknaltheorie. Waarom doen ze dat eigenlijk? Waarom worden bepaalde theorieën tot wetenschappelijk ‘heilige koeien’? Is de oerknaltheorie de ultieme beschrijving van het heelal? Of zal de waarheid veel voor de hand liggender zijn? Op deze en nog vele andere vragen zoekt Meesters van de tijd op meeslepende en briljante wijze een antwoord. De lezer van dit boek zal zijn kijk op de kosmos en de kosmologie grondig moeten bijstellen.

[qrnlk]

Er was inderdaad langere tijd verzet tegen de "big bang" theorie (de naam werd volgens mij door tegenstanders er aan gegeven) juist omdat deze creationisme zou introduceren in de natuurkunde. Het werd in eerste instantie zelfs onwetenschappelijk genoemd. Men was sceptisch: Wat veroorzaakte dan deze big bang? Wat was er voordien? Etc. Pas toen keer op keer bleek dat dit de beste verklaring was werd het meer en meer geaccepteerd.

Wellicht interessant is het volgende: Als het universum door gaat met uitzetten en afkoelen zal vanzelf een moment aanbreken waar het universum alle waarneembare kenmerken van een big bang verloren heeft. Het zal dan onmogelijk zijn om nog langer onderscheid te maken tussen een steady state universum en een big bang universum; De wetenschappers van dan zullen dus waarschijnlijk uitgaan van een steady state universum: Het meest eenvoudigste model die past bij het universum die ze dan kunnen waarnemen.

[Sybke]

Deze lijkt nu gevonden: in de richting van deze koude spot werd een gat gevonden, i.e. ruimte zonder enige vorm van materie. Dit gat is veel groter dan eerder waargenomen gaten, en beïnvloed het spectrum zo dat de koude spot wordt gevormd.

Ik begrijp hieruit dat de achtergrondstraling wordt gevormd door materie, en dus geen achtergrondstraling is. Hoe kan een materiearmere plek in de ruimte er anders voor zorgen dat er minder achtergrondstraling vandaan komt? Ik snap het niet meer want ik dacht dat achtergrondstraling onafhankelijk was van de hoeveelheid materie tussen de "achtergrond" en ons.

[eendavid]

Inderdaad, goede vraag. Het antwoord steunt op het geïntegreerde Sachs-Wolf-effect. Ik heb de site niet in detail doorgewerkt, maar licht kan bij doorgang aan materie een kleine blauwverschuiving ondervinden (wegens krommingseffecten). Deze verschuiving ontbreekt in het gat, waardoor de kosmische straling daar kouder blijft.

[Sybke]

Dus blauwverschuiving komt vaker voor dan roodverschuiving als fotonen in contact komt met materie?

[eendavid]

Er zijn inderdaad speculaties dat deze waarneming jouw stelling bevestigt. (ik ben hier onvoldoende in thuis, maar voor zover ik het begrijp is de blauw-overheersing voorlopig onbevestigd)

Het is allicht vroeg om te roepen, maar deze metingen lijken mij zeer belangrijk voor de kosmologie. Niet alleen zou dit een bevestiging zijn van de overheersende blauwshift (en zo informatie kunnen verschaffen over kosmologische parameters), ook voorspelt standaard kosmologie (LCDM: met kosmologische constante verschillend van nul en met koude donkere materie) een absurd lage waarschijnlijkheid op het waarnemen van dergelijke gaten.

[Grasduiner]

Als ik zo de berichten lees dan blijkt dat de enorme leegte juist geen verklaring is voor de anomalie m.b.t. de Big Bang.

Vanmiddag hoorde ik op hilversum 1 dat de bestaande modellen van de evolutie van het heelal niet meer voldoen na deze ontdekking.

Bijvoorbeeld

Superholte in kosmos ontdekt met middellijn van één miljard lichtjaar

Ik citeer: Het bestaan van zulke enorm uitgestrekte 'lege' gebieden is moeilijk te verklaren met de huidige theorieën over de evolutie van het heelal.

Ik lees ook dat na 1975 de Big Bang theorie in een crisis terecht kwam omdat steeds duidelijker werd dat de materie in het heelal klonterig verdeeld was, terwijl men vanaf 1965 juist overtuigd was, op basis van de achtergrondstraling, dat de materie niet klonterig verdeeld was.

[eendavid]

Wel ja... een absurd kleine waarschijnlijkheid op dergelijke waarnemingen volgens LCDM. Dat zou inderdaad naar nieuwe kosmologische modellen (kunnen) leiden. Dat hoeft niet per se te impliceren dat de volledige big bang theorie die prullenmand inmoet.

[qrnlk]

Voor zo ver ik weet zit in elke (ware) random verdeling automatisch altijd ook clusters. Volgens mij zou een uniforme verdeling juist wijzen op een niet-random verdeling. Dit wil niet zeggen dat elke verdeling met clusters direct daadwerkelijk random is, maar een verdeling zonder clusters is volgens mij zeker niet random.

[PY7]

...Dat zou inderdaad naar nieuwe kosmologische modellen (kunnen) leiden. Dat hoeft niet per se te impliceren dat de volledige big bang theorie die prullenmand inmoet.

Zou een denkpiste in de richting van 2 (of meerdere) gelijktijdige Big Bang's mogelijk zijn? of is dat onmogelijk ?

[Grasduiner]

Zou een denkpiste in de richting van 2 (of meerdere) gelijktijdige Big Bang's mogelijk zijn? of is dat onmogelijk ?

Dat is inderdaad onmogelijk, omdat de Big Bang veronderstelt dat ruimte en tijd ook ontstaan zijn. We hebben in dit universum maar één ruimte-tijd dimensie.

Toen men in de jaren zeventig ontdekte dat het heelal klonterig was moest hiervoor een verklaring worden gegeven.

Alan Guth kwam toen met zijn inflatietheorie, wat inhield dat het heelal, toen het een fractie van een fractie van een seconde oud was, plotseling heel snel expandeerde als gevolg van een effect dat lijkt op het effect bij een vals vaccuum. Het heelal, toen nog op quantumgrootte, zou toen veel sneller geëxpandeerd moeten zijn dan het licht, vergelijkbaar met een zandkorrel die in een fractie van een seconde zo groot zou worden als ons waarneembare heelal.

Probleem met de inflatietheorie was dat zij niet bewezen kon worden. Theoretisch zou je in ons waarneembare heelal sporen moeten kunnen zien van de inflatie. Andere opperde dat die sporen te ver weg lagen om te zien. De inflatietheorie kan dus niet bewezen worden, maar dankzij de inflatietheorie had men wel iets in handen om een aantal problemen met de Big Bang, waaronder de klonterige structuur van het heelal, te verklaren. Daarom werd zij omarmd.

De Big Bang theorie staat bol van niet bewezen hypothesen, ik kom daar tzt nog op terug in een aparte link.

[eendavid]

Grasduiner, ik ben er zeker van dat er in dat nieuwe topic een erg interessante discussie kan ontstaan. Inflatietheorie kan wel experimenteel getest worden (kleine afwijkingen in background radiation), en er is op zijn zachtst gezegd 'preliminary evidence'. Wetenschap is keuzes maken, theoriën uitwerken zodat ze de waarnemingen in een consistent beeld beschrijven. Voorlopig is de inflatietheorie daar goed in, Hoyles steady state model bevat heel wat hiaten. Maar goed, ik ben er zeker van dat we die afweging op een wetenschappelijke manier (=theorieën vergelijken, niet duiden op moeilijke punten van 1 theorie) kunnen maken, in een ander topic. Het voorlopige discours komt op mij meer over als plat propaganda.

Ik weet niet wat denkpisten zijn i.v.m. dergelijke 'voids'. Deze hoeven niet per se gerelateerd te zijn aan het ontstaan van het heelal. MOND (modified newtonian dynamics) begint ook regelmatig op te duiken in dergelijke discussies. Ik heb geen idee of die meer void-friendly is (maar wil slechts een voorbeeld geven van andere mogelijkheden dan aanpassen van inflatietheorie).