Betekenis van donkere materie en donkere energie?

[Anonymous]

Dat is waar, het is juist de bedoeling van het artikel om dit aan te tonen!

[Mafkees]

Wat is het verschil tussen donkere materie en donkere energie?

[aestu]

Donkere materie is materie die alleen gravitationeel en via de zwakke wisselwerking interageert. Omdat donkere materie niet elektromagnetisch interageert, zien we als het ware geen fotonen van die objecten komen en zien we ze dus niet. We kunnen die materie wel waarnemen door bv. gravitationele lensing. Voorbeelden hiervan zijn geïoniseerde waterstofwolken, zware massieve neutrino's, andere vormen van niet baryonische materie, eventueel supersymmetrische objecten,....

Donkere energie is iets dat afkomstig is van de kosmologische constante. Het is een vloeistof met een negatieve druk (en uiteraard een positieve energiedichtheid). Daar waar donkere materie elkaar gravitationeel aantrekt, drijft donkere energie als het ware alles uit elkaar. Ze hebben dus een tegenovergesteld effect.

De dichtheid van donkere energie is constant, terwijl de dichtheid van straling afneemt als 1/a^4 en niet relativistische materie als 1/a^3 met a de schaalfactor. Op een bepaald moment zal de dichtheid van de donkere energie groter worden dan die van de materie en zal het universum versneld expanderen. (zoals nu het geval is)

[Mafkees]

Donkere materie is materie die alleen gravitationeel en via de zwakke wisselwerking interageert. Omdat donkere materie niet elektromagnetisch interageert, zien we als het ware geen fotonen van die objecten komen en zien we ze dus niet. We kunnen die materie wel waarnemen door bv. gravitationele lensing. Voorbeelden hiervan zijn geïoniseerde waterstofwolken, zware massieve neutrino's, andere vormen van niet baryonische materie, eventueel supersymmetrische objecten,....

Donkere energie is iets dat afkomstig is van de kosmologische constante. Het is een vloeistof met een negatieve druk (en uiteraard een positieve energiedichtheid). Daar waar donkere materie elkaar gravitationeel aantrekt, drijft donkere energie als het ware alles uit elkaar. Ze hebben dus een tegenovergesteld effect.

De dichtheid van donkere energie is constant, terwijl de dichtheid van straling afneemt als 1/a^4 en niet relativistische materie als 1/a^3 met a de schaalfactor. Op een bepaald moment zal de dichtheid van de donkere energie groter worden dan die van de materie en zal het universum versneld expanderen. (zoals nu het geval is)

Wat is een supersymmetrisch object?

[aestu]

Zeer grof gezegd: via supersymmetrie krijgen we een symmetrie tussen de 2 soorten elementaire deeltjes: bosonen B en fermionen F. In de simpelste vorm van supersymmetrie (N=1), komt het erop neer een operator (en tevens behouden lading) Q_a ( een Majoranaspinor ) te vinden die

Q_a |p,B> ~ Q_a |p,F>

en

Q_a |p,F> ~ Q_a |p,B>

m.a.w: een operator die fermionen / bosonen met een zekere impuls en energie omzet in bosonen / fermionen met dezelfde impuls en energie. ( m.a.w. [Q_a, P^µ] = 0 ). ] Dit omdat de operator Q_a zelf een (Majorana)spinor is, dus dit wil zeggen dat de spin van die operator 1/2 is. Op die manier krijgt grof gezegd elk elementair deeltje een partner. Normaal gezien zou, als supersymmetrie een exacte symmetrie is van de Lagrangiaan (of de actie) de massa van het elementaire deeltje en zijn partner gelijk zijn. Maar juist omdat die deeltjes nog niet ontdekt zijn ( en we a.h.w. dat deel van het spectrum al talloze keren hebben afgescand), wil dit zeggen dat supersymmetrie gebroken is.

Als er trouwens zo'n behouden lading Q_a bestaat, wil dit zeggen dat deze een symmetrie van de actie genereert. ( met een behouden lading correspondeert een behouden stroom en dus een invariantie van de actie) Klassiek gezien kunnen we uit de Poissonhaakjes van Q_a en het betreffende veld, de infinitesimale variatie halen. We moeten dus Lagrangianen opstellen die invariant zijn onder deze infinitesimale variaties. (Merk op dat dit de omgekeerde weg is die we met het Noethertheorema zouden volgen)

[Mafkees]

Zeer grof gezegd: via supersymmetrie krijgen we een symmetrie tussen de 2 soorten elementaire deeltjes: bosonen B en fermionen F. In de simpelste vorm van supersymmetrie (N=1), komt het erop neer een operator (en tevens behouden lading) Q_a ( een Majoranaspinor ) te vinden die

Q_a |p,B> ~ Q_a |p,F>

en

Q_a |p,F> ~ Q_a |p,B>

m.a.w: een operator die fermionen / bosonen met een zekere impuls en energie omzet in bosonen / fermionen met dezelfde impuls en energie. ( m.a.w. [Q_a, P^µ] = 0 ). ] Dit omdat de operator Q_a zelf een (Majorana)spinor is, dus dit wil zeggen dat de spin van die operator 1/2 is. Op die manier krijgt grof gezegd elk elementair deeltje een partner. Normaal gezien zou, als supersymmetrie een exacte symmetrie is van de Lagrangiaan (of de actie) de massa van het elementaire deeltje en zijn partner gelijk zijn. Maar juist omdat die deeltjes nog niet ontdekt zijn ( en we a.h.w. dat deel van het spectrum al talloze keren hebben afgescand), wil dit zeggen dat supersymmetrie gebroken is.

Als er trouwens zo'n behouden lading Q_a bestaat, wil dit zeggen dat deze een symmetrie van de actie genereert. ( met een behouden lading correspondeert een behouden stroom en dus een invariantie van de actie) Klassiek gezien kunnen we uit de Poissonhaakjes van Q_a en het betreffende veld, de infinitesimale variatie halen. We moeten dus Lagrangianen opstellen die invariant zijn onder deze infinitesimale variaties. (Merk op dat dit de omgekeerde weg is die we met het Noethertheorema zouden volgen)

Is het ook mogelijk om het op 'n iets lekerigere manier uit te leggen voor mensen zoals ik die iets minder wiskundige en natuurkundige achtergrond hebben?

Het gaat mij vooral om het theoretische gedeelte, niet zo zeer om hoe het formulematig allemaal precies werkt.

[aestu]

Is het ook mogelijk om het op 'n iets lekerigere manier uit te leggen voor mensen zoals ik die iets minder wiskundige en natuurkundige achtergrond hebben?

Het gaat mij vooral om het theoretische gedeelte, niet zo zeer om hoe het formulematig allemaal precies werkt.

Het komt erop neer dat er met elk fermion ( deeltje met halftallige spin ) een boson ( deeltje met heeltallige spin )kan geassocieerd worden en omgekeerd. Die Q operator maakt van dat fermion een boson en omgekeerd.

Zo vb. is het 'vriendje van het graviton ( boson ) het gravitino ( fermion ).

Uit de theorie volgt dat de supersymmetrische partners dezelfde massa hebben als de 'elementaire deeltjes uit het standaardmodel'. Nu blijkt, als we het gebied van die massa's gaan afscannen, we geen supersymmetrische deeltjes vinden. Dit wil zeggen dat er iets aan de hand is. Dat 'iets' is waarschijnlijk symmetriebreking.

[kotje]

Is volgende juist:

Men kan slechts 4% van het heelal waarnemen. De rest bestaat uit donkere materie en donkere energie waar we niets van weten.

Toch denkt men dat dank zij de donkere materie er sterrestelsels bestaan en de donkere energie varantwoordelijk is voor de versnelde uitdijing van het heelal.

[Hiddo]

Hoi,

Het heelal bestaan voor 0.4 % uit sterrenstelsels , 3.6% gassen.(samen 4%).

22 % bestaat uit donkere materie dat zich rond en tussen sterrenclusters/stelsels bevind.

Donkere materie zou de draaing van de sterrenstelsels beinvloeden.

Ik weet niet of dit effect zal hebben op versnelde uitdijng van het heelal.

De overige 74% donkere energie.

[Hiddo]

Rotatie van sterrenstelsels verklaard,

Onder invloed van zwaartekracht tijdens het uitdijen van het heelal zijn er op plaatsen waar zich meer materie bevindt beginnen gaan instorten.(in deze gebieden zal de uitdijing minder/gestopt zijn.)

Tijdens deze instorting van materie onder invloed van de zwaartekracht heeft de materie in de omgeving ervoor gezorgd

dat de sterrenstels zijn gaan roteren.

Laatst in een ander bericht is mij verteld dat donkere materie mogelijk de oorzaak kan zijn van deze rotatie.

Of is het mogelijk de donkere materie de rotatie in stand houdt?

Ik wil graag weten wat donkere energie te maken heeft met de verdere uitdijing van het heelal.

[Hiddo]

Sinds de waarnemingen in 1998 aan ver verwijderde supernovae denken sterrenkundigen dat het heelal voor het grootste gedeelte gevuld is met een mysterieus spulletje dat ze donkere energie noemen.

Donkere energie zou een afstotende werking hebben integenstelling tot de zwaartekracht.

Iemand nieuwe bronnen mbt dark energie?

[kotje]

In een sterrenstelsel zou hoe verder een ster zich van de kern(zwart gat) bevindt de ster zich trager moet bewegen (Newton en ART). Nu meet men voor de sterren aan de buitenkant een veel te grote snelheid dus kunnen de sterren niet rond de kern draaien en zouden loskomen. De verklaring zou liggen in aanwezige donkere materie die zich uit door haar aanwezige zwaartekracht.

Over de donkere energie weet ik alleen dat ze zou verantwoordlijk zijn voor de versnelde uitdijing(antizwaartekracht komt van de vacuüm energie). Je grafiek voor de verdeling is juist voor zo ver ik weet. Hoe men eraan komt weet ik niet.

[kotje]

Zou men tussen de donkere materie en donkere energie de formule van Einstein (E=mc²) mogen toepassen?

[ZVdP]

Bedoel je dat je voor 'E' de donkere energie zou invullen en voor 'm' de donkere massa?

In dat geval: nee. Beide fenomenen hebben helemaal niets met elkaar te maken.

[Neutra]

Ik houd het erop, dat de roodverschuiving die reëel plaatsvindt niet uitsluitend toegeschreven moet worden aan het dopplereffect. Versnelde uitdijing is dan een verkeerde interpretatie en donkere energie is science fiction. Hier wordt fout op fout gestapeld.

Maar ik geef onmiddellijk toe, dat ik ook niet precies weet hoe de vork in de steel zit.