Donkere materie blijft onzichtbaar. We weten dat het er is. We kunnen er gewoon niet naar kijken.
Het negeert licht. Helemaal. Dat maakt het de grootste geest van het universum. Maar geesten kunnen een geluid hebben.
Nieuw onderzoek draait het script om. In plaats van in de leegte te staren naar iets dat geen fotonen reflecteert, suggereren wetenschappers dat we naar de ruimtetijd zelf moeten luisteren. Specifiek. Ze zoeken naar rimpelingen in de zwaartekracht.
“Het zou fantastisch zijn om zwarte gaten te gebruiken om naar donker materiaal te zoeken”, zegt Rodrigo Vicente, onderzoeker bij GrAPPA in Amsterdam.
Deze rimpelingen, of zwaartekrachtgolven, schudden het weefsel van de kosmos. Gebruikelijk. ze komen voort uit catastrofale gebeurtenissen. Als twee zwarte gaten die samensmelten en samensmelten. Een gewelddadige dans.
De nieuwe theorie poneert iets wilders. Als die zwarte gaten ronddraaien in een dichte wolk van donkere materie. de rotatie karnt het op. Denk aan een mixer die slagroom klopt. Het creëert donkere materie ‘boter’.
Dit is geen metafoor over koken. Het gaat over dichtheid.
Wanneer zwarte gaten samensmelten in deze roerige omgeving. de resulterende zwaartekrachtgolfveranderingen. Het draagt een vage afdruk van het medium waar het doorheen reisde. Als een hoest tijdens een Metallica-concert.
Je zou de hoest normaal niet horen. Meer dan ‘Zoeken en vernietigen’? Onmogelijk. Maar wel met de juiste apparatuur. de juiste gevoeligheid. je zou de anomalie ontdekken.
En de apparatuur wordt steeds beter. LIGO wordt scherper. KAGRA. Maagd. Allemaal harder luisteren.
Ik kan niet geloven dat het geen boter is
Donkere materie is hardnekkig. Het weegt zwaarder dan elk atoom dat we zien. Vijf op één verhouding. Ongeveer.
Het moet anders zijn dan bij ons. Geen protonen. Geen neutronen. Geen elektronen. Die interageren met licht. Ze maken sterren. Ze maken lichamen. Ze maken het scherm waarop je dit leest. Donkere materie slaat de elektromagnetische partij over. Het spreekt alleen over zwaartekracht.
Dus. het vervormt de ruimte. Wij zien de kromming. We leiden de massa af. Maar we raken nooit de bron aan.
Wetenschappers jagen op deeltjes die verder gaan dan het standaardmodel. Misschien een licht scalair deeltje. Klein. Veel kleiner dan een elektron. Als deze deeltjes bestaan. ze zouden zich gedragen als golven.
Golven die gepompt kunnen worden.
Een ronddraaiend zwart gat fungeert als een motor. Het brengt rotatie-energie over naar deze hypothetische scalairen. De dichtheid wordt groter. De “boter” wordt dikker.
Deze dichte wolk verandert de manier waarop zwaartekrachtgolven zich voortplanten.
Vicente en zijn team gingen op jacht. Ze hebben geen nieuwe telescopen gebouwd. Ze keken naar bestaande gegevens. Ze doorkruisten het lawaai. Gefocust op achtentwintig van de duidelijkste fusiesignalen die tot nu toe zijn gedetecteerd.
De resultaten? Meestal stil.
Zevenentwintig fusies leken schoon. Geboren in het vacuüm. Er is niets wat hun lied kan verstoren.
Maar één bleef hangen.
Het signaal in de statische elektriciteit
Signaal GW190728. Voor het eerst gehoord in juli 2019.
Twee zwarte gaten. Gecombineerde massa van twintig zonnen. Op acht miljard lichtjaar afstand.
Deze fusie zag er rommelig uit. Op een goede manier. Of tenminste. een interessante manier. De golfvorm droeg de veelbetekenende signatuur van ergens doorheen gaan. Iets dicht.
Was het donkere materie? Misschien.
Het team schreeuwt niet van de daken. Ze zijn voorzichtig. Eén signaal is geen bewijs. Het is een hint. Een gefluister in de wind.
‘We weten dat er donker materiaal om ons heen is’, zegt Josu Aurrekoetxea van MIT. “Het moet gewoon compact genoeg zijn.”
Zwarte gaten helpen. Ze karnen het medium. Ze verpakken de dichtheid strak genoeg om een vingerafdruk achter te laten.
LIGO gaat zijn vijfde operationele run in. De sensoren zijn gevoeliger. De bandbreedte is breder.
Als dat ene signaal een geest van donkere materie was. anderen zouden kunnen volgen.
We bouwen oren om ze te horen. We leren hoe het signaal verandert. Wanneer het door materie versus vacuüm beweegt. De theorie is klaar. Het gereedschap is klaar.
Misschien. heel misschien. we luisteren eindelijk op de juiste plek.
