De uitdijing van het heelal kan volgens nieuwe modelberekeningen veroorzaakt worden door donkere materie – als dit bepaalde magneetachtige eigenschappen heeft. Als dat klopt, dan is de hypothetische donkere energie – waar 70 procent van het heelal uit zou bestaan – overbodig.
Donkere energie is in de huidige theoretische modellen de drijvende kracht achter de steeds snellere uitdijing van het heelal. Volgens deze modellen zou het heelal slechts voor 5 procent uit de bekende materie bestaan, voor 25 procent uit de nog onbekende donkere materie en voor 70 procent uit donkere energie. Voor de ‘donkere’ 95 procent van ons heelal is vooralsnog geen direct bewijs gevonden.
Over de snelheid waarmee het heelal uitdijt, en dus de precieze invloed van donkere energie, is overigens wat discussie. Maar dat er íets is waardoor het heelal uitdijt, is zeker.
Thomas Hertog werkte samen met Stephen Hawking en onderzoekt de oerknal
Tijd en natuurwetten zijn voortgekomen uit de oerknal, in een chaotisch proces van toevalligheden, zegt theoretisch natuurkun ...
Afstotende donkere materie
Onderzoekers van de Universiteit van Kopenhagen stellen nu een alternatieve samenstelling voor. Ze schrappen de mysterieuze donkere energie en geven donkere materie een soort magnetische eigenschap. Die eigenschap zou ontstaan door een nieuwe kracht die uitsluitend een afstotende werking heeft. Die kracht is vergelijkbaar met de magnetische kracht die twee gelijke magneetpolen elkaar laat afstoten. De nieuwe kracht verschilt van de zwaartekracht – die enkel aantrekkend werkt – en de elektromagnetische kracht – die zowel aantrekkend als afstotend kan werken.
‘We weten weinig over donkere materie’, mailt Steen Harle Hansen, van de Universiteit van Kopenhagen. ‘We weten alleen dat het hoogstwaarschijnlijk een langzaam bewegend, ladingsloos en ietwat saai deeltje is. Ik heb dit altijd oneerlijk gevonden: waarom kon het donkeremateriedeeltje niet een beetje plezier hebben? Dus stelden we de vraag: wat zou er met het heelal gebeuren als donkere materie een nieuwe kracht ondervindt? En tot onze grote verbazing lijkt het erop dat dit een effect op de uitdijing van het heelal kan hebben dat erg lijkt op het effect van donkere energie.’
Modelberekening
Om het effect van hun ‘wilde idee’ te testen, hebben de Deense masterstudenten Karoline Loeve en Kristine Simone Nielsen – onder leiding van Hansen – een computermodel ontwikkeld. Dit model bevat alles wat we weten over het heelal: hoeveel zwaartekracht (en dus hoeveel materie en donkere materie) er is en hoe snel het uitdijt. Als extra ingrediënt voegden ze de nieuwe, afstotende, ‘magneetachtige’ kracht van donkere materie toe.
Om te bepalen hoe sterk de nieuwe kracht moet zijn, keken ze wat nodig is om de samenstelling van het vroege heelal (5 miljard jaar geleden) te verklaren. De onderzoekers schatten dat de nieuwe kracht twee tot drie keer sterker is dan de zwaartekracht. Verrassend genoeg bleek een kracht met deze sterkte ook de toestand van het huidige heelal goed te verklaren, zegt Hansen. Donkere materie met deze nieuwe eigenschap kan dus een goede vervanging zijn van donkere energie.
De modelberekeningen zijn een eerste stap. Verdere, meer gedetailleerde berekeningen en astronomische waarnemingen zullen moeten aantonen of het nieuwe idee standhoudt. ‘Eerlijk gezegd is onze ontdekking misschien gewoon toeval’, zegt Hansen. ‘Maar als dat niet zo is, is het echt ongelooflijk.’
