Waaruit bestaat donkere materie? Waaruit bestaat donkere materie? Dr. Theo M. Nieuwenhuizen Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam.

Slides:



Advertisements
Verwante presentaties
Gemaakt door : Randy²¹ en Lorenzo ²¹
Advertisements

De Zon van binnen Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
RIETVELD-LYCEUM DOETINCHEM LES 3. dd
De zon.
Ontstaan van de Wereld 2 Zwaartekracht
2.3 Kaart van het heelal, of waar komt de kosmische straling vandaan?
Radial Velocity Planets
het heelal en waar komt de kosmische straling vandaan?
Ons Melkwegstelsel.
Is cosmology a solved problem?. Bepaling van Ω DM met behulp van rotatie krommen.
“De mens tussen de sterren”
MasterLab Energie Het mysterie van massa
Sterren Elzemieke Jongkoen & Annelot Kosman.
(voorbeeld vraag) Neutronen hebben geen elektrische lading:
Witte dwergen, Neutronensterren en Zwarte Gaten
J.W. van Holten Metius, Structuur en evolutie van de kosmos.
Verleden, heden en toekomst van ons absurde heelal
Hoe zit het zonnestelsel in elkaar ?
Hoofdreekssterren (H kern fusie)
Large-scale structure
Het Uitdijend Heelal Prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
Planeten: dwergen, exoten en klassiekers Gijs Nelemans Afdeling Sterrenkunde Radboud Universiteit Nijmegen.
Nijmegen Area High School Array
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011 prof.dr. Paul Groot dr. Gijs Nelemans Afdeling Sterrenkunde, Radboud Universiteit Nijmegen.
De Lijken van Sterren Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
Zwarte Gaten Prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde
Licht van de sterren Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011
Waaruit bestaat donkere materie?
Alles uit (bijna) Niets
Ontstaan van het heelal
Deeltjes en straling uit de ruimte
Fundamenteel onderzoek naar elementaire deeltjes
Frank Linde NIKHEF bestaan we uit? Waar 22 mei 2006, Den Haag De Waag, Amsterdam, 6 april 2007.
Dark matter halo concentrations in the WMAP5 cosmology Ruben van Drongelen
10 miljoen ljr Op afstand: 10 miljard ljr Hubble Ultra Deep Field Hoe groot is het Heelal? Jan Kuijpers/ Gijs Nelemans Afdeling Sterrenkunde Radboud Universiteit.
Door : Lucas Van Der Haven
Kosmische straling.
HOVO cursus Kosmologie Voorjaar 2011
Exoplaneten.
Peter Hoyng SRON UTRECHT
HISPARC HISPARC: Onderzoek van kosmische straling in een samenwerking tussen universiteiten en middelbare scholen Wetenschap Techniek Educatie Outreach.
Creativiteit in de kosmos: onze ultieme schatkamer
Ontstaan van het heelal en de aarde
Donkere materie Door Floor, Josefien, Emma en Roos.
Ontstaan van sterren.
Massa en het Higgs boson
Vraag en antwoord Voorbeelden en technieken
Het Quantum Universum (Samenvatting)
2.3 Kaart van het heelal, of waar komt de kosmische straling vandaan?
Frank Linde FOM & UvA Maagdenhuis 11 september 2006.
Door Simone, Ivo en Sivanne V2A
Jo van den Brand HOVO: 4 december 2014
Saturnus.
Jo van den Brand HOVO: 27 november 2014
Samenvatting CONCEPT.
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek Alles en Niks VAN DE OERKNAL TOT HIGGS Niels Tuning Rotary Haarlemmermeerlanden 26 okt 2015.
De grens van het waarneembare heelal Space Class Sonnenborgh 5 oct 2010 John Heise, Universiteit Utrecht SRON-Ruimteonderzoek Nederland.
Zwarte Gaten 10 december 2010 John Heise, SRON-Utrecht & Universiteit Utrecht tel: , ←supernova in een ver melkwegstelsel.
Zwaartekrachtsgolven
Mark Bentum Het leven van een ster Slide 1 Het Leven van een Ster.
Kosmologie Het is maar hoe je het bekijkt... Marcel Haas, Winterkamp 2006.
Het heelal Door Pascal Masson.
Op zoek naar het allerkleinste, om grote vragen te beantwoorden
Thema Zonnestelsel & Heelal Paragraaf 3 Sterren en materie
Vraag en antwoord Voorbeelden en technieken
Basiscursus Sterrenkunde
Basiscursus Sterrenkunde
Van atoom tot kosmos Piet Mulders HOVO – cursus februari/maart 2019
Newtoniaanse Kosmologie College 8: deeltjesfysica en het vroege heelal
Transcript van de presentatie:

Waaruit bestaat donkere materie? Waaruit bestaat donkere materie? Dr. Theo M. Nieuwenhuizen Instituut voor Theoretische Fysica Universiteit van Amsterdam Sterrenwacht Vesta Oostzaan,

Inhoud Wat is donkere materie? Waar zit het? Twee vormen van donkere materie: Macho’s of Wimp’s Zoektochten De oplossingen

Ontdekking van donkere materie 1932 Jan Oort Leiden: beweging in ons melkwegstelsel gaat “te snel” Loodrecht op het vlak: sterren zouden weg moeten schieten In het vlak: ze zouden uit de bocht moeten vliegen Verklaring: er is meer materie dan we zien: donkere materie Fritz Zwicky: clusters van melkwegstelsels Ze draaien te snel om elkaar Verklaring: er is donkere materie

Rotatie van melkwegstelsels Rotatiesnelheid vrijwel onafhankelijk van positie Rotatiesnelheid vrijwel onafhankelijk van positie

Andromeda Nevel in Ultraviolet

p Planeet Afstand tot zon Omloopsnelheid Mercurius 0.45 AE 48 km/s Aarde 1 AE 30 km/s Jupiter 5 AE 13 km/s In zonnestelsel gaan buitenplaneten langzamer In melkwegstelsels moet er dus materie buiten het centrum zijn Waar zit de donkere materie?

Verklaringen Planeten? MACHOs: Massive Astrophysical Compact Halo Objects Zware deeltjes (“koude donkere materie”) ? WIMPs: Weakly Interacting Massive Particles WIMPs: Weakly Interacting Massive Particles Wet van Newton geldt niet? Hydrodynamica, vloeistofmechanica

Hydrodynamica jr na oerknal: oerplasma wordt gas (waterstof, He) Jeans 1904: vorming oer-clusters Gibson 1996: Viscositeit leidt tot fragmentatie in gasbollen met aardmassa met aardmassa Indien gasbollen samenklonteren ontstaan sterren, Jeans cluster wordt zichtbaar als bolvormige sterrenhoop Jeans cluster wordt zichtbaar als bolvormige sterrenhoop De meeste gasbollen koelen af en bevriezen, hun clusters zijn onzichtbaar

Carl H. Gibson * 1935 Carl H. Gibson * 1935 Sir James Hopwood Jeans Jeans clusters om Melkwegstel, 300 zichtbaar Die clusters vormen de galactische donkere materie. Isotherme dichtheidsverdeling verklaart de grote rotatiesnelheden ver van het centrum Ca 2000 objecten met aardmassa Rudy E. waargenomen in microlensing Schild *1942

Helix planetaire nevel Ontplofte ster Werd witte dwerg Ca “cometaire knopen” = oer-gasbollen Ca 1 aardmassa Galactische donkere materie = gasbollen met aardmassa: Macho’s

NGC-2623: Twee melkwegstelsels in elkaars donkere materie? Oerclusters opgewarmd: nieuwe sterren in jonge sterrenhopen

Cluster donkere materie materie Abell 1689 cluster van melkwegstelsels “Dichtbij” z = “Dichtbij” z = Einstein ring

Incomplete Einstein ring op 100/h kpc Abell 1689 Centrum Donkere materie werkt als kristallen bol

Incomplete Einstein ring op 143 kpc Abell 1689 Centrum Donkere materie werkt als kristallen Bol oudste melkwegstelsel 12.8 miljard jaar

Abell Sterkste gravitatie -lens Hubble, na de laatste reparatie mei 2009

Beschrijving lensdata van Abell 1689 Th.M. N. ’09: Beschouw quantumdeeltjes (fermionen) in elkaars gravitatie bij een te bepalen temperatuur. Maat Limousin et al, ApJ 2007 voor locale Tyson and Fischer ApJ 1995 massa- dichtheid afstand tot centrum

Neutrino’s veroorzaken die lenswerking Bekende deeltjes: proton, electron, neutron, foton Neutrino “neutrontje”: ongeladen deeltje Voorspeld in 1930 door Pauli Lichtste van alle deeltjes (niet massaloos!) Massa nu voorspeld uit Abell 1689 cluster: Massa tussen 0,2 eV en 2 eV wordt gevonden in Karlsruhe (2012)

De grootste quantumstructuur in het heelal genormeerde dichtheid: genormeerde dichtheid: # neutrino’s # neutrino’s per kubieke thermische lengte per kubieke thermische lengte per vrijheidsgraad per vrijheidsgraad N>1: quantum ontaard N=1: quantum—klassiek overgang op r = 505 kpc = 1.6 miljoen lichtjaar d = 2r = 3.2 miljoen lichtjaar Dat is best wel groot …

Incomplete Einstein ring op 143 kpc Abell 1689 Centrum

Samenvatting Twee soorten: Oort en Zwicky Donkere Materie Oort Donkere materie: Donkere materie van melkwegstelels is gewone materie. Bevroren gasklompen van aardmassa (MACHO’s), en die weer in clusters van ca zonsmassa’s. Ca 100 miljoen van die clusters om ons melkwegstelsel. Ca 300 zichtbaar als bolvormige sterrenhopen. Dwergstelselprobleem ( sterren, veel donkere materie) opgelost: Daar zitten nog veel donkere clusters

Samenvatting Oort Donkere materie in melkwegstelsels Zwicky Donkere Materie in clusters van melkwegstelsels: “nieuw” deeltje: neutrino met massa 1,5 eV (WIMP) Vele zoektochten naar allerlei (zware) deeltjes waren vruchteloos: massa = keV, MeV, GeV, TeV, PeV ADMX, ANAIS, ArDM, ATIC, BPRS, CAST, CDMS, CLEAN, CRESST,CUORE, CYGNUS, DAMA, DEEP, DRIFT, EDELWEISS, ELEGANTS, EURECA, GENIUS, GERDA, GEDEON, GLAST, HDMS, IGEX, KIMS, LEP, LHC, LIBRA, LUX, NAIAD, ORPHEUS, PAMELA, PICASSO, ROSEBUD, SIGN, SIMPLE, UKDM, XENON, XMASS, ZEPLIN. DAMIC, FERMI, ICECUBE, VERITAS. Neutrino massa 0,2 eV – 2 eV wordt gezocht in Katrin experiment in Karlsruhe (2012).

Do non-relativistic neutrinos constitute the dark matter? Th. M. N. Europhysics Letters 86 (2009) 59001

Psalm 118:22 De steen die de werklieden weg wierpen is de hoeksteen geworden

KArlsruhe TRItium Neutrino Experiments