Is dit dé manier om donkere materie te vinden?

[Vitharr]

Ik bedacht me zo'n mooie uitdrukking dat die hier toch echt nog onder hoort.

Ik heb genoeg vertrouwen in de wetenschappelijke methode om er van uit te gaan dat ze dit dwaalspoor niet concretiseren.

En op een zandpad kun je nu eenmaal stof in je ogen krijgen.

[Il guercio]

Goed, de afstand tot aan de onderkant van de bel weten we dus al. Dat is 25000 lichtjaar. Nu wil ik weten hoe ver de afstand is tussen het dichtste bij gelegen deel van diezelfde bel.

Als we een enorme blokhaak op het vlak van het melkwegstelsel zouden zetten, dan blijkt dat de horizontale afstand tot dat punt 25000 lichtjaar (tot centrum) - 12500 lichtjaar (- radius bel) = 12500 lichtjaar bedraagt. De verticale afstand vanaf dat punt is natuurlijk gewoon 12500 lichtjaar.

Dan hebben we 2 zijden van een rechthoekige driehoek en de afmetingen daarvan zijn dus 12500 x 12500. Die kun je zo invullen in de stelling van Pythagoras om de diagonale afstand, en dus de kortste weg, uit te rekenen.

Ik krijg die tekens niet in dit bericht dus neem maar van me aan dat die afstand ca 17677 lichtjaar is. (en als je het niet aan wil nemen reken je het maar na. )

Ik kom toch tot een andere afstand. Vanuit ons gezien ligt het dichtstbijzijnde punt tot de bol op de lijn getrokken vanuit ons tot het centrum van de gammabal. Er ontstaat dan een rechthoekige driehoek met als de twee korte zijdes een van 25 000 lichtjaar (de afstand van ons tot het centrum van de melkweg) en de andere (die van het centrum van de melkweg tot het centrum van de gammabal) van 12 500 lichtjaar. De schuine zijde is te berekenen via Pythagoras. Het is de wortel van 25 000 in het kwadraat plus 12 500 in het kwadraat. Dit is 27 950 lichtjaar. Hiervan trek je 12 500 af. Dit levert 15 450 lichtjaar op. Een verschil van ruim 2000 lichtjaar (ik typte per ongeluk jichtjaar in; dit zou een pijnlijke tijd zijn!)

Wat maakt overigens dat die gamma fotonen zo mooi in een bol blijven? Waarschijnlijk onderlinge botsingen?

Je schrijft dat hoogenergetiche fotonen bijna met de lichtsnelheid reizen. Maar het is zo dat álle fotonen, ongeacht hun energie met de lichtsnelheid reizen.

[Vitharr]

Ik kom toch tot een andere afstand. Vanuit ons gezien ligt het dichtstbijzijnde punt tot de bol op de lijn getrokken vanuit ons tot het centrum van de gammabal. Er ontstaat dan een rechthoekige driehoek met als de twee korte zijdes een van 25 000 lichtjaar (de afstand van ons tot het centrum van de melkweg) en de andere (die van het centrum van de melkweg tot het centrum van de gammabal) van 12 500 lichtjaar. De schuine zijde is te berekenen via Pythagoras. Het is de wortel van 25 000 in het kwadraat plus 12 500 in het kwadraat. Dit is 27 950 lichtjaar. Hiervan trek je 12 500 af. Dit levert 15 450 lichtjaar op. Een verschil van ruim 2000 lichtjaar (ik typte per ongeluk jichtjaar in; dit zou een pijnlijke tijd zijn!)

Klopt. Maar het doel was enkel om aan te tonen dat 'het beeld geen homogene leeftijd' heeft.

Wat maakt overigens dat die gamma fotonen zo mooi in een bol blijven? Waarschijnlijk onderlinge botsingen?

Eerlijk gezegd geloof ik niet dat ze dat doen. De waarneming die wij hier doen is vervormd door de schaal. Maar een verklaring voor een dergelijk fenomeen zou kunnen zijn dat de bol bestaat uit materie die onderhevig is aan gammaverval.

Je schrijft dat hoogenergetiche fotonen bijna met de lichtsnelheid reizen. Maar het is zo dat álle fotonen, ongeacht hun energie met de lichtsnelheid reizen.

Ik dacht dat dat alleen in een vacuüm voor kwam, en daar is hier geen sprake van.

[Il guercio]

Fotonen reizen altijd met de lichtsnelheid. Ook in bijvoorbeeld water. Er wordt gezegd dat de de lichtsnelheid in water 200 000 (km/sec) is, maar de snelheid van een individueel foton blijft gewoon 300 000 (km/sec). Een foton wordt geabsorbeerd, weer uitgezonden, weer geabsorbeerd etc. waarbij de richting gelijk blijft. Het proces van absorberen en weer uitgezonden worden kost tijd, maar het foton blijft gewoon met 300 000 (km/sec) reizen. Het foton reist altijd door het vacuum.
Uit wat voor materie bestaan de bollen?

[Vitharr]

Fotonen reizen altijd met de lichtsnelheid. Ook in bijvoorbeeld water. Er wordt gezegd dat de de lichtsnelheid in water 200 000 (km/sec) is, maar de snelheid van een individueel foton blijft gewoon 300 000 (km/sec). Een foton wordt geabsorbeerd, weer uitgezonden, weer geabsorbeerd etc. waarbij de richting gelijk blijft. Het proces van absorberen en weer uitgezonden worden kost tijd, maar het foton blijft gewoon met 300 000 (km/sec) reizen. Het foton reist altijd door het vacuum.
Uit wat voor materie bestaan de bollen?

Ook dat klopt uiteraard. De voortplantingssnelheid van de gammastraling in de bol wordt uitgedrukt als 1/3c. Een grappig effect van perspectief, en een vervelend effect van taal.

Uit welk materiaal de bollen bestaan is blijkbaar niet bekend:
http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/20 ... truct.html

[Il guercio]

Now, more recently, in 2013, astrophysicists Dan Hooper of Fermi National Accelerator Laboratory and Tracy Slatyer at Princeton University, have published a study suggesting that a massive outflow of charged particles from Fermi bubbles, as they are known, outflows of charged particles (gamma rays) traveling at nearly a third the speed of light from the center of the Milky Way galaxy, may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles," above and below the center of the Milky Way Galaxy.

Nu snap ik hoe je aan die 1/3c komt. In het rood is te lezen dat er een uitstroom plaats vindt van geladen deeltjes die bijna met 1/3 van de lichtsnelheid reizen en dat deze geladen deeltjes gamma stralen (tussen haakjes) worden genoemd. Deze geladen deeltjes kunnen echter gamma fotonen zijn aangezien fotonen altijd ongeladen zijn.

[Vitharr]

Now, more recently, in 2013, astrophysicists Dan Hooper of Fermi National Accelerator Laboratory and Tracy Slatyer at Princeton University, have published a study suggesting that a massive outflow of charged particles from Fermi bubbles, as they are known, outflows of charged particles (gamma rays) traveling at nearly a third the speed of light from the center of the Milky Way galaxy, may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles," above and below the center of the Milky Way Galaxy.

Nu snap ik hoe je aan die 1/3c komt. In het rood is te lezen dat er een uitstroom plaats vindt van geladen deeltjes die bijna met 1/3 van de lichtsnelheid reizen en dat deze geladen deeltjes gamma stralen (tussen haakjes) worden genoemd. Deze geladen deeltjes kunnen echter gamma fotonen zijn aangezien fotonen altijd ongeladen zijn.

Je bent in de laatste zin het woordje 'geen' vergeten.

Dit is nu zo'n typisch 'probleem' met populair wetenschappelijke publicaties. De zin die je rood hebt gemaakt is volstrekte nonsens en lijkt mij een samenvoeging van een complete alinea o.i.d. Gammastraling, dus ook een 'Gamma ray', bestaat uit ongeladen deeltjes die fotonen heten. Geladen deeltjes kunnen dus geen gammastraling zijn, maar het wel veroorzaken.

Maar volgens mij is niet duidelijk wat ik bedoelde aan te geven. Het fenomeen waar ik naar verwijs vind je ook bij zwaartekrachtlenzen. Hierbij kunnen duplicaten van het beeld ontstaan doordat de ene stroom fotonen een langere weg af moet leggen dan de andere. Maar dan krijg je een iets ander resultaat, namelijk 2 afbeeldingen van verschillende ouderdom.

Bij de fermibubble zit het verschil in ouderdom in 1 plaatje gevat. Daar komt nog bij dat de waarneming gammastraling, dus fotonen, betrof. Enkele eenvoudige calculaties laten een leeftijdsverschil van duizenden jaren zien, en we weten dat die gammafotonen niet al die tijd op dezelfde plek blijven hangen.

Ik betwist dus dat het hier een foto van een Galactische structuur betreft, en beweer dat het eerder een soort 'timelapse' betreft. Een object van dergelijke afmetingen kunnen we niet van zo dichtbij fotograferen zonder die 'tijddistortie'.

De reden dat ik een snelheid, lager dan c hanteerde was eenvoudigweg dat ik normaliter in de wetenschapsrubrieken op mijn vingers getikt wordt als ik zeg dat licht met c reist, omdat dit enkel in een vacuüm zo is. De reden voor de vertraging is inderdaad niet dat de fotonen langzamer gaan, maar dat ze tijd 'verspillen' aan interacties met materie.

Ik ken de juiste manier van uitdrukken ook niet. Wanneer gammastraling als voorbeeld genomen wordt zal gammastraling altijd bestaan uit gammafotonen en gammafotonen zullen altijd met de lichtsnelheid, c, reizen. Toch is de voortplantingssnelheid van gammastraling niet c.

Taal...

[Il guercio]

may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles,"

Suggereert dit niet dat de twee bollen (waarvan het geobserveerde verste deel inderdaad verder in het verleden licht dan het dichtstbijzijnde deel) bestaan uit een (elektrisch) positief geladen bol bestaande uit ``gewone`` zichtbare materie, en een negatieve, eveneens uit gewone materie bestaande bol aan de andere kant van ons sterrenstelsel?

Net zoals in de Zon kunnen fotonen heel lang in een bol geladen of geioniseerde bol materie rondzwerven voordat zij de oppervlakte van de bol bereiken en naar buiten kunnen treden, alwaar er gamma-telescopen staan om hen op te vangen.

Ik snap echter niet zo goed wat de connectie met gravitatielenzen is.

Ik dacht trouwens dat de term voor de lichtsnelheid in een medium de ``effectieve lichtsnelheid`` is.

[Vitharr]

may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles,"

Suggereert dit niet dat de twee bollen (waarvan het geobserveerde verste deel inderdaad verder in het verleden licht dan het dichtstbijzijnde deel) bestaan uit een (elektrisch) positief geladen bol bestaande uit ``gewone`` zichtbare materie, en een negatieve, eveneens uit gewone materie bestaande bol aan de andere kant van ons sterrenstelsel?

Ik begrijp niet hoe je daar op uitkomt?

Net zoals in de Zon kunnen fotonen heel lang in een bol geladen of geioniseerde bol materie rondzwerven voordat zij de oppervlakte van de bol bereiken en naar buiten kunnen treden, alwaar er gamma-telescopen staan om hen op te vangen.

Maar zoals de bollen beschreven staan zijn zij niet 'net zoals de zon'. O.a. de materiedichtheid ligt veel lager bij de bollen.

Ik snap echter niet zo goed wat de connectie met gravitatielenzen is.

Huh? Dat staat in dezelfde zin:

Het fenomeen waar ik naar verwijs vind je ook bij zwaartekrachtlenzen.

Ik dacht trouwens dat de term voor de lichtsnelheid in een medium de ``effectieve lichtsnelheid`` is.

Maar dat is ook een gekunsteld kaderbegrip met een beperkte geldigheid.

[Il guercio]

Il guercio schreef:

may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles,"

Suggereert dit niet dat de twee bollen (waarvan het geobserveerde verste deel inderdaad verder in het verleden licht dan het dichtstbijzijnde deel) bestaan uit een (elektrisch) positief geladen bol bestaande uit ``gewone`` zichtbare materie, en een negatieve, eveneens uit gewone materie bestaande bol aan de andere kant van ons sterrenstelsel?

Het is duidelijk dat er in deze verklaring geladen deeltjes (deels afkomstig vanuit botsingen tussen donkere materie deeltjes) ontstaan, die vervolgens verschijnen als de twee ``lobes`` of ``bubbles``. Deze ``bubbles`` of bollen bestaan dus uit geladen deeltjes, bestaande uit normale materie. De meest logische configuratie van twee verzamelingen deeltjes waarvan de helft positief geladen is en de andere helft negatief (van beide ladingen is evenveel aanwezig), is dat de positieve ladingen zich van de nagatieve ladingen afscheiden, met als gevolg twee bollen met tegengeztelde ladingen.

Il guercio schreef:
Ik snap echter niet zo goed wat de connectie met gravitatielenzen is.
Huh? Dat staat in dezelfde zin:
Het fenomeen waar ik naar verwijs vind je ook bij zwaartekrachtlenzen.

Dan snap ik niet zo goed naar welk fenomeen je verwijst, dat ook in zwaartekrachtlenzen te vinden is.

Ik ban het nog eens nagegaan en de snelheid van licht in een medium wordt echt wel de effectieve snelheid genoemd, hetgeen wel te begrijpen is aangezien het licht pas na een afstand met een kleinere snelheid afgelegd zijn effect doet gelden.

[Vitharr]

Il guercio schreef:

may be partly due to collisions between dark matter particles that result in their annihilation, and the subsequent creation of the building blocks of visible matter—charged particles that appear as two lobes or "bubbles,"

Suggereert dit niet dat de twee bollen (waarvan het geobserveerde verste deel inderdaad verder in het verleden licht dan het dichtstbijzijnde deel) bestaan uit een (elektrisch) positief geladen bol bestaande uit ``gewone`` zichtbare materie, en een negatieve, eveneens uit gewone materie bestaande bol aan de andere kant van ons sterrenstelsel?

Het is duidelijk dat er in deze verklaring geladen deeltjes (deels afkomstig vanuit botsingen tussen donkere materie deeltjes) ontstaan, die vervolgens verschijnen als de twee ``lobes`` of ``bubbles``. Deze ``bubbles`` of bollen bestaan dus uit geladen deeltjes, bestaande uit normale materie. De meest logische configuratie van twee verzamelingen deeltjes waarvan de helft positief geladen is en de andere helft negatief (van beide ladingen is evenveel aanwezig), is dat de positieve ladingen zich van de nagatieve ladingen afscheiden, met als gevolg twee bollen met tegengeztelde ladingen.

Om te beginnen geloof ik zelf niet in donkere materie. Maar ik vind de Engelse tekst ook nogal summier om in te kunnen gaan vullen. Ik zie dan ook niet in welk mechanisme leidt tot het scheiden van eventueel aanwezige tegengestelde ladingen in de geordende vorm van een bol?

schreef:
Ik snap echter niet zo goed wat de connectie met gravitatielenzen is.
Huh? Dat staat in dezelfde zin:
Het fenomeen waar ik naar verwijs vind je ook bij zwaartekrachtlenzen.

Dan snap ik niet zo goed naar welk fenomeen je verwijst, dat ook in zwaartekrachtlenzen te vinden is.

Een beeld, bestaande uit 2 duplicaten van 1 object, met verschillende 'leeftijden' ontstaan doordat de fotonen die het beeld vormen ongelijke afstanden af hebben gelegd. Bij de bubbles ontstaat een soortgelijk effect maar hier wordt het veroorzaakt door onze positie ten opzichte van het object. Door het grote verschil in af te leggen afstand voor de fotonen ontstaat een beeld wat een compositie is van verschillende tijden en daardoor geen weergave van een bestaand object betreft.

Alsof ik een foto van jou neem en je hebt het hoofd van een bejaarde, terwijl je tegelijk nog babyvoetjes hebt.

Ik ban het nog eens nagegaan en de snelheid van licht in een medium wordt echt wel de effectieve snelheid genoemd, hetgeen wel te begrijpen is aangezien het licht pas na een afstand met een kleinere snelheid afgelegd zijn effect doet gelden.

Er was ook niemand die zei dat het niet zo genoemd werd. De wetenschap zoekt dan ook niet naar waarheid, maar naar de best passende beschrijving.

[Il guercio]

Als je naar een van de bollen kijkt dan zal een deel ouder zijn dan een ander deel. Het oudste deel is bijvoorbeeld een deel van een lichaam dat 35 jaar oud is (het verste deel van de bol), en het andere deel is een deel van het jongste deel van het lichaam van 15 jaar oud (het dichtsbijzijnde deel van de bol). Maar er ontstaan geen twee bollen als gevolg van een gravitatielens effect. Er bestaan trouwens ook Einstein ringen en kruizen.

[Vitharr]

Als je naar een van de bollen kijkt dan zal een deel ouder zijn dan een ander deel. Het oudste deel is bijvoorbeeld een deel van een lichaam dat 35 jaar oud is (het verste deel van de bol), en het andere deel is een deel van het jongste deel van het lichaam van 15 jaar oud (het dichtsbijzijnde deel van de bol). Maar er ontstaan geen twee bollen als gevolg van een gravitatielens effect. Er bestaan trouwens ook Einstein ringen en kruizen.

Je begrijpt mijn posts hier niet Il guercio.

De 'onwetende' is zich niet bewust van de 'eigenaardigheden' bij het turen in ons universum. Men denkt bijvoorbeeld dat snel reizen uiteindelijk de rest van het universum binnen handbereik zal brengen, en dat een supertelelens ons in staat stelt om in de verte te kijken, in plaats van naar het verleden.

Wat je hierboven schrijft over die bol is precies wat ik aan probeerde te tonen in mijn posts. De link tussen de bollen en gravitatielenzen betreft hetzelfde simpele fenomeen. Maak de route die de fotonen afleggen langer, en ze zijn langer onderweg waardoor je waarneming een 'vertraging' ondergaat waardoor je weer in het verleden tuurt. Bij gravitatielenzen wordt dat mooi geïllustreerd wanneer duplicaatvorming optreed.

Er is dus geen direct verband tussen een gravitatielens en een fermi-bubble. Er is wel een link tussen de fotonen die ons helpen bij onze waarnemingen.

[Il guercio]

Bij een gravitatielens zijn de twee (of vier, of ringvormige) beelden vanuit hetzelfde punt in het verleden gekomen. Het is niet zo dat een van de twee beelden van een object onderhevig aan afbuiging door bijvoorbeeld een sterrenstelsel, ons twee kijkjes geven in van de leeftijd van het object. Het licht uitgezonden door het object doet er langs beide routes even lang over? Of zie ik iets over het hoofd? Oh, wacht, ik snap opeens wat je bedoelt. Beide beelden zijn hetzelfde, maar in beide beelden kijk je in verschillende punten in het verleden van het object. Of niet?. Als het object puntvormig is, zoals een ster zal dit echter niet zoveel uitmaken, en dit effect treedt ook op als er geen twee beelden ontstaan door een gravitatielens. Kijken we met een telescoop naar een sterrenstelsel, dan zien we het sterrenstelsel op verschillende tijdstippen in het verleden, afhankelijk van de afstand van het deel van het stelsel tot de Aarde.

[Vitharr]

Bij een gravitatielens zijn de twee (of vier, of ringvormige) beelden vanuit hetzelfde punt in het verleden gekomen. Het is niet zo dat een van de twee beelden van een object onderhevig aan afbuiging door bijvoorbeeld een sterrenstelsel, ons twee kijkjes geven in van de leeftijd van het object. Het licht uitgezonden door het object doet er langs beide routes even lang over? Of zie ik iets over het hoofd? Oh, wacht, ik snap opeens wat je bedoelt. Beide beelden zijn hetzelfde, maar in beide beelden kijk je in verschillende punten in het verleden van het object. Of niet?. Als het object puntvormig is, zoals een ster zal dit echter niet zoveel uitmaken, en dit effect treedt ook op als er geen twee beelden ontstaan door een gravitatielens. Kijken we met een telescoop naar een sterrenstelsel, dan zien we het sterrenstelsel op verschillende tijdstippen in het verleden, afhankelijk van de afstand van het deel van het stel sel tot de Aarde.

Precies, dat bedoelde ik.

Wanneer men, zoals bij de fermi bubbles, een 'kiekje' schiet van een object met dergelijke afmetingen wat ook nog eens zo dichtbij staat dan hoeft het dus duidelijk niet zo te zijn dat het beeld een weergave is van iets wat echt bestaat. Je zou een soortgelijk effect krijgen wanneer we in staat waren om een dusdanig gedetailleerde foto te maken van een naburig sterrenstelsel dat we details op een planeetoppervlak konden onderscheiden. De afmetingen van het stelsel, gecombineerd met de afstand en de hoge resolutie, zou ook een kiekje opleveren met verschillende leeftijden in 1 plaatje.

Voor 'astronomische waarnemingen' op een dergelijke schaal zijn hele moeilijke correcties noodzakelijk. Correcties, die de betrouwbaarheid van het resultaat aanzienlijk verlagen. Zo is het bijvoorbeeld ook gebruikelijk om de 'blikken in het verleden' door te rekenen naar de huidige tijd om zo een idee te krijgen van waar alles op dit moment uithangt. Zie 'comoving distance' en 'proper distance' in dat kader.

Just for fun heb ik de eerste verklaringen van de bollen gebruikt om het beeld te transformeren naar iets met een eenduidige leeftijd en dat leverde hele grappige effecten op. Een paar van die effecten betrof een soort fontein waarbij een ejectie van gammastraling producerende materie uitgestoten werd door het superzware zwarte gat in het midden van ons universum. De stroom vanuit het centrum van ons stelsel betrof een soort zuil die overging in een parapluvorm doordat de materiedeeltjes opnieuw aangetrokken werden door de gravitatie van ons sterrenstelsel.

In eerste instantie kreeg ik zo slechts 1 bol, met het superzware gat als centrum. Maar als ik het centrum van onze Melkweg een hogere gravitatie toe ken dan de buitenkant dan kreeg ik precies het juiste effect.

Dat wil uiteraard niet zeggen dat de variabelen waar ik mee werkte de juiste waren, maar het illustreerde heel mooi hoe een jet, die opnieuw aangetrokken wordt, er in werkelijkheid uit ziet als een fontein, maar op een kiekje als een bol.

[intermezzo]
Gisteravond nog een domme film over een ramp met de zon gezien. Wat ze hier heel goed deden was dat de ellende met de lichtsnelheid onze kant op kwam, en we daardoor ook niets konden voorzien.

Toen ik die bollen voor het eerst zag, schrok ik me een hoedje. Ik dacht dat die bollen uit pure gammastraling bestonden. En hoewel het op het kiekje redelijk ver van ons bed leek, besefte ik me dat in dat geval de straling toch echt direct achter het beeld aanvloog. Gelukkig was dat niet zo.
[/intermezzo]

[Il guercio]

Dat is grappig! Dus als je de afbeelding van de bol ``vertaalt`` (inderdaad een soort timelaps, waarvoor ik niet zo snel een Nederland woord weet) naar waar de plekken op de bol zich voor ``ons nu`` bevinden, zie je i.p.v. een bol een materiefontein of een zuil met aan de bovenkant een parapluvorm, alwaar de materie terug in het gat valt?

Zijn dit soort jets ook niet waargenomen bij de superzware zwarte gaten die zich in kernen van ver weg staande sterrenstelsels bevinden. Met dat verschil dat de tijden vanuit hier gezien in die jets zo´n beetje met elkaar overeenkomen, in verhouding tot de grote afstand die die stelsels tot ons hebben, zodat je daadwerkelijk twee jets ziet i.p.v. twee bollen?