211service.com
Kan donkere materie kanker veroorzaken?
Een paar jaar geleden keek deze blog naar werk dat het waarschijnlijke effect van donkere materie op het menselijk lichaam onderzocht. De gedachte was dat als donkere materie het universum vult en de aarde door enorme oceanen van het materiaal raast, ons lichaam constant zou worden gebombardeerd met donkere materiedeeltjes, wat problemen zou veroorzaken zoals genetische mutaties en kanker.
Maar na zorgvuldige overweging besloten onderzoekers dat het risico minimaal was. Ze berekenden dat hoewel donkere materiedeeltjes, WIMP's genaamd (zwak interagerende massieve deeltjes) ons constant zouden kunnen raken, ze aanzienlijk minder een probleem vormden dan kosmische straling, die ons ook bombardeert en waarvan bekend is dat ze allerlei soorten mutaties veroorzaken.
Vandaag bekijken Olga Chashchina van de Ecole Polytechnique in Frankrijk en Zurab Silagadze van het Budker Institute of Nuclear Physics in Rusland dit probleem opnieuw. Deze jongens maken een andere reeks aannames over het soort materiaal waaruit donkere materie is gemaakt.
En deze keer is hun conclusie veel dramatischer. Ze zeggen dat de gevolgen van dit soort donkere materie veel ernstiger zijn en kunnen leiden tot ziekten die verband houden met mutaties, zoals kanker.
Het belangrijkste verschil tussen de eerdere analyse en deze is het type donkere materie dat erbij betrokken is. Niemand weet waar donkere materie van is gemaakt of zelfs maar of het überhaupt bestaat. Astronomen veronderstellen het bestaan ervan omdat het gemakkelijk een anders raadselachtige waarneming verklaart.
Verre sterrenstelsels draaien zo snel dat ze krachtige zwaartekracht nodig hebben om ze bij elkaar te houden. Maar als astrofysici alle materie optellen die ze in sterrenstelsels kunnen zien, kan het onmogelijk de vereiste aantrekkingskracht genereren.
Daarom denken ze dat deze sterrenstelsels gevuld moeten zijn met andere dingen die ze niet kunnen zien - donkere materie - en dat dit de zwaartekracht genereert die ze bij elkaar houdt. Inderdaad, om de sommen op te tellen, moet ongeveer 80 procent van de galactische massa donkere materie zijn.
Maar wat zou deze donkere materie kunnen zijn? Astronomen denken dat het slechts zeer zwak moet interageren met gewone materie, anders hadden we de effecten ervan al gezien. Een leidende kandidaat is dus de WIMP, het onderwerp van de eerste studie.
Maar een ander idee is dat het universum een onzichtbare partner zou kunnen hebben die gemaakt is van exacte spiegels van alle deeltjes waarvan bekend is dat ze tegenwoordig bestaan. In deze visie zouden er spiegelprotonen, neutronen en elektronen zijn die op elkaar inwerken om spiegelatomen, rotsen, meteorieten, planeten, sterren enzovoort te creëren.
Dit parallelle spul wordt donkere spiegelmaterie genoemd en het heeft dezelfde eigenschappen als gewone materie, maar werkt er slechts zwak en via zwaartekracht mee samen. De resulterende spiegelwereld lijkt erg op onze gewone, wat het bestaan van verschillende bekende astrofysische objecten betreft, zeggen Chashchina en Silagadze.
De vraag die Chashchina en Silagadze onderzoeken, is wat er zou gebeuren als bepaalde configuraties van gespiegelde donkere materie andere configuraties van gewone materie zouden raken. En hun resultaten zijn allesbehalve goedaardig.
De belangrijkste interactie tussen spiegel en gewone materie is tussen gewone fotonen en spiegelfotonen. Deze interactie zorgt ervoor dat spiegeldonkere materie een gewone lading krijgt.
Dat is een belangrijk verschil met andere soorten donkere materie, omdat de lading net als elke andere lading interageert met gewone materie. Het punt is dat de spiegelmaterie een volledig nieuw type stralingsgevaar oplevert dat niet wordt gevonden in donkere-materiemodellen van het WIMP-type, zeggen de onderzoekers.
Dus een botsing tussen een spiegelasteroïde en de aarde zou catastrofaal zijn. Dit is hoogst onwaarschijnlijk, maar Chashchina en Silagadze zeggen dat een veel waarschijnlijker gebeurtenis een botsing is met spiegelmicrometeorieten in de vorm van spiegelstofdeeltjes die waarschijnlijk het spiegeluniversum zullen vullen.
Ze gaan verder met het berekenen hoe deze spiegelmicrometeorieten bij een botsing energie zouden overbrengen naar gewone materie. In het bijzonder onderzoeken ze wat er zou kunnen gebeuren als spiegelmeteorieten van donkere materie een stuk vlees van 80 kilo raken. Wanneer ze door een menselijk lichaam bewegen, deponeren ze veel energie die veel groter is dan de energiedepositie van kosmische stralingsmuonen, zeggen ze.
Dit zal de neiging hebben om te verdwijnen als trillingen die biologische moleculen herschikken. We kunnen dus speculeren dat de spiegelmicrometeoriet, bij interactie met de DNA-moleculen, kan leiden tot meerdere gelijktijdige mutaties en ziekte kan veroorzaken, concluderen Chashchina en Silagadze.
Ze gaan zelfs verder: het kan blijken dat spiegelmicrometeorieten veel gevaarlijker kankerverwekkend zijn dan andere natuurlijke stralingsbronnen.
Dat is interessant omdat kwaadaardige kankercellen veel meer willekeurige mutaties bevatten dan mogelijk veroorzaakt kunnen worden door gewone mutatieprocessen. Biologen hebben zich lang afgevraagd wat dit zou kunnen doen, dus het idee dat spiegeldonkere materie de schuld zou kunnen zijn, is verleidelijk.
Maar het is nog niet nodig om jezelf te bedekken met aluminiumfolie. De waarheid is dat niemand weet wat voor soort donkere materie het universum vult. Er zijn inderdaad verschillende andere manieren om de rotatiesnelheden van sterrenstelsels te verklaren waarbij helemaal geen donkere materie betrokken is. Dus misschien bestaat het niet eens. In dat geval zal al dat calculeren en piekeren tevergeefs zijn geweest.
Referentie: arxiv.org/abs/1509.05139 : Donkere materie als gevaar voor kanker