Twee enorme gaten in ons begrip van de kosmos zouden wel eens hetzelfde gat kunnen zijn. Of op zijn minst verbonden door een draad.
Nieuw onderzoek suggereert dat het onzichtbare spul dat sterrenstelsels bij elkaar houdt (donkere materie ) en die stiekeme extra dimensies waar natuurkundigen het over hebben, partners in crime zouden kunnen zijn.
Het team stelt een eenvoudig, wild idee voor: donkere materie voelt zo spookachtig aan omdat deze is afgestemd op een vijfde dimensie.
Vergeet sciencefiction-universums
Als je ‘extra dimensies’ hoort, denk je waarschijnlijk aan parallelle werelden. Misschien bestaat er ergens anders een slechte versie van jou met een beter kapsel.
Fout.
Wetenschappers bedoelen hier geometrie. Geen alternatieve realiteiten. Ze hebben het over dimensies die ‘opgerold’ zijn, strak naast de standaard drie van ruimte en één van tijd. Klein. Verborgen. Maar echt? Misschien.
Het klinkt als snaartheorie-dingen, en dat is het ook. Dat populaire raamwerk heeft elf dimensies nodig om te werken. Dus de wiskunde vereist dit. Maar donkere materie is anders. We weten dat het er is. We voelen het gewicht ervan. Het weegt vijf tegen één zwaarder dan de gewone materie. Het zorgt ervoor dat sterren niet uit elkaar vliegen.
Maar het is onzichtbaar. Het spookt dwars door de normale materie heen. Licht weerkaatst door alles behalve donkere materie. Daarom is het zo’n nachtmerrie om het te vinden.
“Het begrijpen van donkere materie zou een diepgaande verandering betekenen in de manier waarop we het universum zien.”
Yu-Dai Tsai, Universiteit van Sheffield
Donkere fotonen en resonantie
Het artikel gaat verder met dit geometrische idee. Het introduceert een speler. Een deeltje dat een donker foton wordt genoemd.
Gewone fotonen dragen licht. Elektromagnetisme. Donkere fotonen? Ze zouden een hypothetische duistere kracht met zich meedragen. Beiden leven in die vijfde dimensie.
Hier wordt het muzikaal.
De unieke vorm van de vijfde dimensie zorgt ervoor dat donkere materiemassa’s op één lijn komen te staan. Specifiek. Ze vormen een resonantie.
Denk aan een viool.
Tokkel een snaar op de juiste manier aan en hij trilt hard. Raak een slechte noot en het is stil. Donkere materie trilt mogelijk op een specifieke frequentie die wordt bepaald door verborgen geometrie.
De meeste eerdere modellen gingen ervan uit dat resonantie gewoon bestond. Een toeval. Een aanname om de cijfers te laten werken. Deze studie zegt nee. Het komt voort uit de vorm van de extra dimensie zelf.
Het verklaart ook de geschiedenis.
“Hierdoor kan donkere materie direct na de oerknal een sterke interactie aangaan en zich vervolgens vestigen in de inerte, spookachtige toestand die we vandaag de dag zien.”
Lost dat het detectieprobleem niet op?
Als er al vroeg sprake was van een sterke interactie, verklaart dit hoe het overal terecht is gekomen. Maar vandaag? De geometrie houdt het stil. Het ziet er inert uit, omdat het in ons huidige tijdperk niet in resonantie is. Moeilijk te vinden? Ja. Maar met een reden.
Vroege dagen voor de theorie. Heel vroeg.
Maar het gewicht van de melkweg koppelen aan de vorm van de verborgen ruimte?
Het is een mooie melodie. Of het echt is of slechts een schets, valt nog te bezien. 🌌
