Ik verlies de mijne, maar het zonnestelsel is misschien wel veel hariger dan we ooit dachten, met dikke filamenten donkere materie terwijl je dit leest, door de kern van de aarde stroomt en weer naar buiten gaat.
EEN nieuwe studie publiceren deze week in het Astrophysical Journal door Gary Prézeau van NASA's Jet Propulsion Laboratory stelt het bestaan voor van lange filamenten van donkere materie of "haren". Donkere materie is een hypothetische vorm van materie die geen licht afgeeft, waardoor we onze pogingen om het te zien en te fotograferen weerstaan, maar op basis van veel waarnemingen van de zwaartekracht van gewone materie hebben astronomen de hoeveelheid donkere materie met een nauwkeurigheid van 1% gemeten .
Grote hoeveelheden ervan vormden een verward web van filamenten na de Oerknal en het daaropvolgende tijdperk van kosmische inflatie dat diende als locaties voor de "condensatie" van sterrenstelsels met heldere materie. We zijn waarschijnlijk ons bestaan te danken aan dit spul, wat het ook is, dat nog niet direct is ontdekt. Samen met donkere energie blijft het een van de grootste mysteries van onze tijd.
Alsof dat nog niet genoeg is, omvat donkere materie 85% van alle bekende materiereserves in het universum en 27% van het hele kosmische budget van materie-energie. Gewone dingen zoals sterren, honkbalknuppels en sushi vormen slechts 4,9% van het totaal. De leidende theorie is dat donkere materie 'koud' is, wat betekent dat het langzaam beweegt in vergelijking met de lichtsnelheid, en dat het 'donker' is omdat het geen licht produceert of ermee interageert. De axion, een hypothetisch elementair deeltje, lijkt net zo goed een goede kandidaat voor donkere materie WIMP's of zwak interagerende massieve deeltjes, maar nogmaals, deze bestaan alleen op papier.
Volgens berekeningen uit de jaren negentig en simulaties die in het afgelopen decennium zijn uitgevoerd, vormt donkere materie 'fijnkorrelige stromen' van deeltjes die met dezelfde snelheid en baanstelsels als de onze bewegen. Stromen kunnen veel groter zijn dan ons zonnestelsel en doorkruisen de melkweg. Prézeau vergelijkt de vorming van fijnkorrelige stromen donkere materie met het mengen van chocolade en vanille-ijs. Draai van elk een paar scheppen een paar keer rond en je krijgt een gemengd patroon, maar je kunt nog steeds de individuele kleuren zien.
"Wanneer de zwaartekracht tijdens de vorming van sterrenstelsels in wisselwerking staat met het koude gas van donkere materie, blijven alle deeltjes in een stroom met dezelfde snelheid reizen", zei Prézeau.
Maar een ander scenario speelt zich af wanneer een stroom langs een obstakel zoals de aarde of een maan passeert. Prézeau gebruikte computersimulaties om te ontdekken dat wanneer donkere materiestroom door een planeet stroomt - donkere materie dwars door ons heen gaat in tegenstelling tot gewone materie - het is gefocust op een ultra-dichte gloeidraad of haar. Geen solo-streng, maar een weelderig gewas bossig als baard van een brouwer.
Volgens Prézeau hebben haren die uit planeten komen zowel "wortels", de dichtste concentratie van donkere materiedeeltjes in het haar, als "punten", waar het haar eindigt. Wanneer deeltjes van een stroom van donkere materie door de kern van de aarde gaan, richten ze zich op de 'wortel' van een haar, waar de dichtheid van de deeltjes ongeveer een miljard keer meer is dan gemiddeld. De wortel van zo'n haar moet ongeveer 600.000 mijl (1 miljoen km) van het oppervlak verwijderd zijn, of iets meer dan twee keer zo ver als de maan. De stroomdeeltjes die op het aardoppervlak grazen, vormen de punt van het haar, ongeveer twee keer zo ver van de aarde als de haarwortel.
Een stroom die door een meer massieve Jupiter stroomt, zou wortels hebben die een biljoen keer zo dicht zijn als de oorspronkelijke stroom. Natuurlijk zouden deze dichte concentraties ideale plekken zijn om een sonde te sturen om donkere materie hier in de buurt te bestuderen.
De computersimulaties laten zien dat veranderingen in de dichtheid van de aarde van de binnenkern naar de buitenkern naar mantel en korst worden weerspiegeld in de vorm van de haren en verschijnen als 'knikken' die overeenkomen met overgangen van de ene zone naar de volgende. Als het mogelijk zou zijn om dit soort informatie in handen te krijgen, zouden we het kunnen gebruiken om het binnenste van de aarde en zelfs de diepte van de oceanen in Jupiter's maan Europa en Saturnus Enceladus beter in kaart te brengen.
De aarde krijgt zijn wortels gedaan. Waar zullen ze nu aan denken?
