mening van het CNRS over onderzoeker Jean-Pierre Petit
In deze dossier, verschenen in hun bulletin, geeft het CNRS zijn mening over de werkzaamheden op het gebied van astrofysica en kosmologie van Jean-Pierre Petit.
8 maart 2005
| E | n
| 1998, kwam het aardscheurtje, vertelt Pierre Astier van het Laboratorium voor Kernfysica en Hoge Energies: de uitbreiding van het Universum versnelt onder invloed van een mysterieuze donkere energie. Deze zou ongeveer 70% van het heelal uitmaken. En over haar samenstelling is niets bekend. Tot dan toe wisten we, binnen het kader van de theorie van de Big Bang en met behulp van de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein, dat het Universum zich regelmatig uitzette onder invloed van een oorspronkelijke “explosie”. Daarmee beperkte het werk van de onderzoekers zich tot het tellen van het inhoud van het heelal om het te “wegen” en te bepalen of de uitbreiding zou kunnen stuiten onder invloed van de zwaartekracht. Maar zeven jaar geleden zijn de ideeën volledig omgegooid. Twee onafhankelijke teams traden in het spel: het Supernovae Cosmology Project en de High z Supernova Search Team. Ze observeerden ongeveer vijftig verre sterrenexplosies (verspreid over een periode van 1 tot 6 miljard jaar |
|---|
licht). Deze werden geïdentificeerd als supernova’s van type Ia, dus natuurlijke kernexplosies. Deze zeldzame fenomenen worden “referentiekaarsen” genoemd, omdat hun absolute helderheid bekend is en hun afstand op twee verschillende manieren kan worden bepaald. Toen in 1998 waarnemingen werden gedaan, bleek dat de verste supernova’s een zwakkere helderheid hadden dan verwacht in een Universum waarin de uitbreiding alleen wordt veroorzaakt door materie. Daaruit volgt een conclusie: de schijnbare zwakke helderheid is te verklaren door de afstand van het hemellichaam. De sterrenstelsel waarin het zich bevindt ligt verder weg dan gedacht. Het Universum moet dus sneller zijn uitgebreid dan verwacht. Om dit fenomeen te verklaren, moet een mysterieuze donkere energie worden bedacht die de uitbreiding versnelt. Zou deze ontdekking de theorie van de Big Bang hebben geschokt? “Geenszins. Ze versterkt het belang en voegt wat spannend toe”, stelt Pierre Astier gerust.
| D | e
| 1998 zijn er al twee bevestigingen van de versnelling gekomen die de hypothese versterken. En “de meest recente resultaten wijzen erop dat dit uitbreidingspatroon al ongeveer vier tot vijf miljard jaar bestaat, dus 35% van de geschiedenis van het Universum”, benadrukt de fysicus, die deel uitmaakt van het onderzoeksgroepje opgericht door Reynald Pain, de enige Franse wetenschapper die deelnam aan de Amerikaanse epische missie van het Supernova Cosmology Project. De Franse onderzoekers gebruiken nu meerdere telescopen, waaronder de Canada-France-Hawaii en de Very Large Telescope van Europa in Chili. Het zoeken naar verre supernova’s is nu een belangrijk doel voor deze observatiemiddelen. Ambitie? “Honderden ontdekken”, zegt Pierre Astier enthousiast. Dit is onontbeerlijk als men wil bepalen hoe de versnelling van de uitbreiding in het verleden heeft geëvolueerd. Sommige fysici zien in deze repulsieve kracht de afdruk van wat zij “vacuümenergie” noemen. |
|---|
Sinds 1998 zijn er al twee bevestigingen van de versnelling gekomen die de hypothese versterken. En “de meest recente resultaten wijzen erop dat dit uitbreidingspatroon al ongeveer vier tot vijf miljard jaar bestaat, dus 35% van de geschiedenis van het Universum”, benadrukt de fysicus, die deel uitmaakt van het onderzoeksgroepje opgericht door Reynald Pain, de enige Franse wetenschapper die deelnam aan de Amerikaanse epische missie van het Supernova Cosmology Project. De Franse onderzoekers gebruiken nu meerdere telescopen, waaronder de Canada-France-Hawaii en de Very Large Telescope van Europa in Chili. Het zoeken naar verre supernova’s is nu een belangrijk doel voor deze observatiemiddelen. Ambitie? “Honderden ontdekken”, zegt Pierre Astier enthousiast. Dit is onontbeerlijk als men wil bepalen hoe de versnelling van de uitbreiding in het verleden heeft geëvolueerd. Sommige fysici zien in deze repulsieve kracht de afdruk van wat zij “vacuümenergie” noemen.
Ze weerspiegelt de ongelooflijke kwantumactiviteit van het heelal op kleine schaal. Uitleg: wetenschappers zien het vacuüm – “wat overblijft als je alles verwijdert” – als een vreemd medium. Het absolute niets bestaat niet. Er verschijnen continu virtuele deeltjes en antideeltjes. Deze objecten ontstaan en verdwijnen direct. Aan hen is een onvermijdelijke energie gekoppeld, die men “grondniveau” of, eenvoudiger gezegd, “vacuümenergie” noemt. En volgens een in 1948 voorgestelde experimentele opstelling van de Nederlandse Hendrick Casimir gedraagt de vacuümenergie zich als een druk. Een repulsieve kracht. Daarom is het idee ontstaan om deze energie te identificeren met de donkere energie, die het Universum lijkt “te laten barsten”.
Ze weerspiegelt de ongelooflijke kwantumactiviteit van het heelal op kleine schaal. Uitleg: wetenschappers zien het vacuüm – “wat overblijft als je alles verwijdert” – als een vreemd medium. Het absolute niets bestaat niet. Er verschijnen continu virtuele deeltjes en antideeltjes. Deze objecten ontstaan en verdwijnen direct. Aan hen is een onvermijdelijke energie gekoppeld, die men “grondniveau” of, eenvoudiger gezegd, “vacuümenergie” noemt. En volgens een in 1948 voorgestelde experimentele opstelling van de Nederlandse Hendrick Casimir gedraagt de vacuümenergie zich als een druk. Een repulsieve kracht. Daarom is het idee ontstaan om deze energie te identificeren met de donkere energie, die het Universum lijkt “te laten barsten”.
Voor anderen zou, als de donkere energie in de tijd zou evolueren, dit kunnen overeenkomen met een geheel dierbare objecten die de quintessentie of “vijfde essentie” vormen, naast de vier fundamentele krachten (zie pagina 28). Zoals je ziet, is het lot van het hele heelal in het geding. Het is dringend noodzakelijk om de onduidelijkheden weg te nemen. Met de huidige projecten hoopt het Franse team binnen vijf jaar 600 nieuwe supernova’s te detecteren. Aan de andere kant ontdekte de ruimtetelescoop Hubble in 2003 zestien supernova’s. Laat de beste winnen in de jacht op de donkere energie!
Frédéric Guérin
CONTACT
Pierre Astier, astier
in2p3.fr
| D | ’e
| n deel bevestigde waarneming van de rotatie van sterrenstelsels de aanwezigheid van een halo van donkere materie die tien keer zwaarder is dan de sterren. Anderzijds bevatten cluster een heet gas dat op miljoenen graden wordt verhit. Metingen in röntgenstraling van de satellieten Chandra (NASA) en XMM (Europa) wijzen hier op een hoeveelheid donkere materie die honderd keer groter is dan zichtbare materie. Tot slot heeft een ander instrument recent zijn waarde bewezen: gravitatie-lenzen, natuurlijke illusies voorspeld door de relativiteitstheorie, bieden een krachtig middel om de geometrie van het heelal te onderzoeken. Door de effecten van microlenswerking te volgen, is gebleken dat donkere materie in sterrenstelsels niet bestaat uit atomen in de klassieke zin, met kern (protonen en neutronen) en elektronen! Deze raadselachtige objecten zijn Machos (Massive Halo Compact Objects) genoemd, en onderzoekers hebben berekend dat ze minder dan 10% van de totale hoeveelheid materie in ons sterrenstelsel uitmaken. Wat bestaat dan het resterende deel van het heelal uit, dat geen atoomkern of bekend deeltje is? Niemand weet het zeker, maar er beginnen ideeën te ontstaan. De fysici hebben al een kandidaat in gedachten: het neutralino, rechtstreeks afkomstig uit de wereld van de supersymmetrie (zie p. 29), een mogelijke uitbreiding van het “standaardmodel van deeltjes”, waarvan men de signalen zoekt in grote versnellers. Zijn interactie met gewone materie zou zeer zwak zijn. Op basis van de meest recente beschikbare gegevens, verdeelt ons omgevende heelal zich als volgt: |
|---|
-
70% donkere energie van onbekende aard en samenstelling, die de uitbreiding versnelt maar niet uitzet
-
25% exotische donkere materie (neutralino’s van de supersymmetrie?) die uitzet met de uitbreiding
-
4,5% gewone materie waarvan het grootste deel donker is en niet schijnt. Sterren en materie die zichtbaar is door straling of lichtabsorptie vormen slechts 0,5%. Zware chemische elementen zoals koolstof, stikstof, zuurstof, silicium en ijzer maken 0,03% uit. Dit zijn de bouwstenen van de Aarde en het leven.
-
0,3% of minder warme donkere materie in de vorm van neutrino’s, talrijk maar weinig massief.
F.G.
Eén deel bevestigde waarneming van de rotatie van sterrenstelsels de aanwezigheid van een halo van donkere materie die tien keer zwaarder is dan de sterren. Anderzijds bevatten cluster een heet gas dat op miljoenen graden wordt verhit. Metingen in röntgenstraling van de satellieten Chandra (NASA) en XMM (Europa) wijzen hier op een hoeveelheid donkere materie die honderd keer groter is dan zichtbare materie. Tot slot heeft een ander instrument recent zijn waarde bewezen: gravitatie-lenzen, natuurlijke illusies voorspeld door de relativiteitstheorie, bieden een krachtig middel om de geometrie van het heelal te onderzoeken. Door de effecten van microlenswerking te volgen, is gebleken dat donkere materie in sterrenstelsels niet bestaat uit atomen in de klassieke zin, met kern (protonen en neutronen) en elektronen! Deze raadselachtige objecten zijn Machos (Massive Halo Compact Objects) genoemd, en onderzoekers hebben berekend dat ze minder dan 10% van de totale hoeveelheid materie in ons sterrenstelsel uitmaken. Wat bestaat dan het resterende deel van het heelal uit, dat geen atoomkern of bekend deeltje is? Niemand weet het zeker, maar er beginnen ideeën te ontstaan. De fysici hebben al een kandidaat in gedachten: het neutralino, rechtstreeks afkomstig uit de wereld van de supersymmetrie (zie p. 29), een mogelijke uitbreiding van het “standaardmodel van deeltjes”, waarvan men de signalen zoekt in grote versnellers. Zijn interactie met gewone materie zou zeer zwak zijn. Op basis van de meest recente beschikbare gegevens, verdeelt ons omgevende heelal zich als volgt:
Eén deel bevestigde waarneming van de rotatie van sterrenstelsels de aanwezigheid van een halo van donkere materie die tien keer zwaarder is dan de sterren. Anderzijds bevatten cluster een heet gas dat op miljoenen graden wordt verhit. Metingen in röntgenstraling van de satellieten Chandra (NASA) en XMM (Europa) wijzen hier op een hoeveelheid donkere materie die honderd keer groter is dan zichtbare materie. Tot slot heeft een ander instrument recent zijn waarde bewezen: gravitatie-lenzen, natuurlijke illusies voorspeld door de relativiteitstheorie, bieden een krachtig middel om de geometrie van het heelal te onderzoeken. Door de effecten van microlenswerking te volgen, is gebleken dat donkere materie in sterrenstelsels niet bestaat uit atomen in de klassieke zin, met kern (protonen en neutronen) en elektronen! Deze raadselachtige objecten zijn Machos (Massive Halo Compact Objects) genoemd, en onderzoekers hebben berekend dat ze minder dan 10% van de totale hoeveelheid materie in ons sterrenstelsel uitmaken. Wat bestaat dan het resterende deel van het heelal uit, dat geen atoomkern of bekend deeltje is? Niemand weet het zeker, maar er beginnen ideeën te ontstaan. De fysici hebben al een kandidaat in gedachten: het neutralino, rechtstreeks afkomstig uit de wereld van de supersymmetrie (zie p. 29), een mogelijke uitbreiding van het “standaardmodel van deeltjes”, waarvan men de signalen zoekt in grote versnellers. Zijn interactie met gewone materie zou zeer zwak zijn. Op basis van de meest recente beschikbare gegevens, verdeelt ons omgevende heelal zich als volgt:
Vers " Menings van het CNRS over het werk van Jacques Benveniste"
Terug naar Gids Terug naar startpagina
Aantal bezoeken aan deze pagina sinds 8 maart 2005: