211service.com
Hoe donkere materie interageert met het menselijk lichaam
Een van de grote uitdagingen in de kosmologie is het begrijpen van de aard van de zogenaamde ontbrekende massa van het universum.
Astronomen weten al lang dat sterrenstelsels bij elkaar worden gehouden door de zwaartekracht, een kracht die afhangt van de hoeveelheid massa die een sterrenstelsel bevat. Sterrenstelsels draaien ook en genereren een kracht die ervoor zorgt dat deze massa uit elkaar vliegt.
De sterrenstelsels die astronomen kunnen zien, worden niet verscheurd terwijl ze draaien, vermoedelijk omdat ze voldoende zwaartekracht genereren om dit te voorkomen.
Maar dat roept een raadsel op. Astronomen kunnen zien hoeveel zichtbare massa er in een melkwegstelsel is en als ze alles bij elkaar optellen, is er nergens genoeg voor de vereiste hoeveelheid zwaartekracht. Dus iets anders moet deze kracht genereren.
Een idee is dat de zwaartekracht sterker is op de galactische schaal en dus van nature de extra kracht levert om sterrenstelsels aan elkaar te lijmen.
Een andere is dat de sterrenstelsels gevuld moeten zijn met materie die astronomen niet kunnen zien, de zogenaamde donkere materie. Om de cijfers te laten werken, moet dit spul ongeveer 80 procent van de massa van sterrenstelsels uitmaken, dus er zouden er veel in de buurt moeten zijn. Dus waar is het?
Natuurkundigen racen om erachter te komen met verschillende soorten detectoren en meer dan één groep zegt bewijs te hebben gevonden dat donkere materie ons zonnestelsel vult in hoeveelheden die nog groter zijn dan veel theoretici verwachten. Als ze gelijk hebben, baant de aarde en alles erop zich op dit moment een weg door een dichte zee van donkere materie.
Vandaag schetsen Katherine Freese van de Universiteit van Michigan in Ann Arbor en Christopher Savage van de Universiteit van Stockholm in Zweden wat dit voor ons mensen betekent, aangezien we ons ook een weg moeten banen door deze dichte mist van donkere dingen.
We weten dat wat donkere materie ook is, het niet erg sterk in wisselwerking staat met gewone materie, omdat we anders de effecten ervan al hadden opgemerkt.
Dus hoewel miljarden donkere materiedeeltjes elke seconde door ons heen moeten gaan, gaan de meeste ongehinderd door ons heen. Af en toe zal er echter een botsen met een kern in ons lichaam. Maar hoe vaak?
Freese en Savage berekenen hoe vaak kernen in de middelgrote klomp vlees zouden moeten botsen met deeltjes donkere materie. Met gemiddelde afmetingen bedoelen ze een stuk vlees van 70 kg dat grotendeels bestaat uit zuurstof, waterstof, koolstof en stikstof.
Ze zeggen dat donkere materie het meest waarschijnlijk botst met zuurstof- en waterstofkernen in het lichaam. En gezien de meest voorkomende veronderstellingen over donkere materie, zal dit waarschijnlijk ongeveer 30 keer per jaar gebeuren.
Maar als de laatste experimentele resultaten correct zijn en interacties met donkere materie vaker voorkomen dan verwacht, zal het aantal botsingen tussen mens en donkere materie veel hoger zijn. Freese en Savage berekenen dat er voor elke mens op aarde zo'n 100.000 botsingen per jaar moeten zijn.
Dat betekent dat je waarschijnlijk een handvol keer bent geraakt tijdens het lezen van dit bericht.
Freese en Savage maken geen schatting van de mogelijke impact op de gezondheid van dit achtergrondpercentage van botsingen. Dat zou afhangen van de energie en beweging van een kern nadat deze is geraakt en wat voor soort schade het zou kunnen aanrichten op nabijgelegen weefsel.
Het moet zeker een klein risico per mens vertegenwoordigen, maar wat zijn de implicaties voor de bevolking als geheel? Dat zou een interessante volgende stap zijn voor een biologisch fysicus met wat rekentijd.
Referentie: arxiv.org/abs/1204.1339 : Botsingen van donkere materie met het menselijk lichaam