8.2 WIMPs, MACHOs en gravitatielenzen

Verderop in dit hoofdstuk zullen we nog andere aanwijzingen zien voor de wat onthutsende conclusie dat we maar een klein deel, vermoedelijk zelfs minder dan 10%, van de massa om ons heen kunnen waarnemen. Het is onbekend waar de overige 90% uit bestaat. Twee populaire ideeën zijn dat het om (i) elementaire deeltjes (de zogenaamde ``weakly interacting massive particles'', of WIMPs) of (ii) donkere objecten zoals zwarte gaten, kleine donkere sterren, planeten, etc. (de ``massive compact halo objects'', of MACHOs) zou kunnen gaan.

WIMPS, als ze in voldoende aantallen bestaan om de donkere materie te zijn, zouden vrij zware deeltjes moeten zijn, die zich maar weinig aantrekken van gewone materie; bijvoorbeeld, zware neutrino's. Deze deeltjes zouden overal voorkomen en in principe zou het mogelijk moeten zijn ze in het laboratorium aan te tonen. Diverse experimenten zijn opgezet om WIMPS te vinden, maar nog zonder succes.

De sterrenkundige zoektocht naar de hypothetische MACHOs heeft inmiddels heroïsche vormen aangenomen. Omdat deze objecten, als ze bestaan, kennelijk te weinig straling produceren om gevonden te worden, is de enige overblijvende manier om ze te vinden gebruik te maken van het feit dat ze in ieder geval een zwaartekrachtveld hebben. Volgens de algemene relativiteitstheorie zal ieder zwaar voorwerp een kromming in de omringende ruimte-tijd veroorzaken die op passerend licht als een lens werkt. Het eerste bewijs hiervan werd al in 1919 gevonden, toen tijdens een zonsverduistering de posities van sterren nabij de rand van de zon werden gemeten. De sterren bleken verschoven te zijn met precies de 1.75 die de theorie voorspelt. Tegenwoordig kunnen de effecten van gravitatielenzen op vele plaatsen aan de hemel rechtstreeks worden gezien, in de vorm van luminous arcs (lichtende boogjes), meestal veroorzaakt door de lenswerking van een ver verwijderd zeer zwaar melkwegstelsel op het licht van een nog veel verder verwijderd melkwegstelsel of quasar (Fig. 80).

Figuur 80: Luminous arcs veroorzaakt door de algemeen-relativistische lenswerking van een voorgrond-melkwegstelsel op het licht van een heldere achtergrond-quasar.


[INDEX]