Met AI in het Nederlands gemaakt op basis van onze Engelse quiz; de bronnen verwijzen naar de Nederlandse Wikipedia.
Donkere materie is onzichtbaar, maar zou ruim een kwart van alle massa en energie in het heelal vormen. Sterrenkundigen leiden haar bestaan af uit de zwaartekracht die ze uitoefent op sterren en sterrenstelsels. Deze quiz loopt langs de ontdekkers, van Oort en Zwicky tot Bosma en Vera Rubin, en langs de kandidaten: WIMPs, neutrino's en oerzwarte gaten. Ook de twijfels komen aan bod: aangepaste zwaartekrachttheorieën en de experimenten die donkere materie proberen te vangen.
Alle 30 vragen met antwoorden en uitleg. Speel de quiz
Q 01Waarom wordt donkere materie 'donker' genoemd?
Optische middelen kunnen haar niet waarnemen
Ze zou zo'n 27% van alle massa en energie in het heelal vormen, tegenover 5% voor normale materie en 68% voor donkere energie.
Q 02Waarvoor staat de letter M in de afkorting WIMP?
massive
Koude donkere materie zou uit zulke deeltjes bestaan: ze hebben massa, maar zijn niet aan de sterke kernkracht onderhevig.
Q 03Volgens wie ontstonden de vroegste kleine zwarte gaten door druk van buitenaf, rond de oerknal?
Stephen Hawking
De kleinste exemplaren zouden in een fractie van een seconde weer verdampen; grotere groeien door massa uit hun omgeving op te nemen.
Q 04Hoe heet de wolk van donkere materie die rondom een sterrenstelsel wordt verondersteld?
halo
Met zo'n wolk valt het verschil tussen de waargenomen en de voorspelde snelheden van sterren te verklaren, zoals bij de Driehoeknevel.
Q 05Wat ontstaat er bij kleinere supernova's in plaats van een zwart gat?
neutronensterren
Er is dan onvoldoende druk om de tegendruk van de neutronen te overwinnen.
Q 06Wiens derde wet zou aan de randen en buiten een sterrenstelsel voor de omloopsnelheid gelden?
Johannes Kepler
De waargenomen rotatiekrommen vlakken echter af, ook buiten het zichtbare deel van het stelsel: een aanwijzing voor veel extra massa.
Q 07Wie bedacht als eerste dat de Melkweg meer massa moest bevatten dan alleen de zichtbare massa?
Jan Oort
Zijn berekeningen bleken later verkeerd te zijn, maar het idee zelf werd kort daarna door een andere astronoom bewezen.
Q 08Via welke kracht gaan de hypothetische WIMPs als enige een wisselwerking met hun omgeving aan?
zwakke kernkracht
Het bestaan van zulke elementaire deeltjes is nog met geen enkel experiment bewezen.
Q 09Welk deeltje is de meest voor de hand liggende kandidaat voor hete donkere materie?
neutrino
De deeltjes van hete donkere materie zijn zeer licht en bewegen daardoor met een snelheid die dicht tegen de lichtsnelheid aanligt.
Q 10Onder welk gebergte ligt het Gran Sasso-laboratorium, thuisbasis van het DAMA-experiment?
Apennijnen
Het experiment gaf aanwijzingen voor een stroom donkere materie die spoort met de aardbaan, maar dat resultaat is niet door andere experimenten bevestigd.
Q 11Hoeveel procent van de massa van een sterrenstelsel is volgens rotatiekrommen onzichtbaar?
90
Die onzichtbare massa verraadt zich alleen door het effect dat ze op de zwaartekracht heeft.
Q 12In wolken van welk gas wordt de 21cm-lijn gemeten voor snelheidsmetingen aan sterrenstelsels?
waterstof
Zulke gaswolken zijn nog zichtbaar in de verste buitengebieden van een spiraalstelsel, waar vrijwel geen sterrenlicht meer wordt geproduceerd.
Q 13Aan welke universiteit ontdekte Albert Bosma in 1975 de ontbrekende massa in sterrenstelsels?
Rijksuniversiteit Groningen
Bosma mat met de Westerbork Synthese Radiotelescopen tot in de verre buitendelen van sterrenstelsels, waar vrijwel geen sterren meer zijn.
Q 21Aan welke universiteit studeerde Vera Rubin onder Richard Feynman en Hans Bethe?
Cornell
Ze had eerst Princeton geprobeerd, maar daar werden in de astronomiemaster geen vrouwen toegelaten.
Q 22In welk jaar vonden Vera Rubin en Kent Ford extra massa in het zichtbare deel van stelsels?
1978
Enkele jaren eerder was hetzelfde al met radiotelescopen gevonden, tot ver in de buitendelen van sterrenstelsels.
Q 23Met behulp van welk theorema concludeerde Fritz Zwicky dat donkere materie moest bestaan?
viriaaltheorema
De snelheden van de sterrenstelsels die hij bestudeerde, liepen veel verder uiteen dan de zichtbare massa kon verklaren.
Q 14Welke satelliet mat dat 23% van de massa van het heelal uit donkere materie bestaat?
WMAP
Dat is veel meer dan de 4% 'gewone' zichtbare materie die dezelfde metingen opleverden.
Q 15In welk jaar bewees Fritz Zwicky het idee dat er meer massa moest zijn dan zichtbaar is?
1933
Zwicky bevestigde daarmee een vermoeden waarvan de oorspronkelijke berekeningen verkeerd waren gebleken.
Q 16In welke cluster lagen de acht sterrenstelsels waarvan Zwicky de radiële snelheden mat?
Comacluster
De spreiding van die snelheden bleek veel groter dan op grond van de zichtbare massa werd verwacht.
Q 17Bij welk proces tussen WIMPs zouden hoog-energetische fotonen en kosmische stralen vrijkomen?
annihilatie
De dichtstbijzijnde bronnen zouden het centrum van de Melkweg en de kernen van dwergstelsels rond de Melkweg zijn.
Q 18Welke theorie voorspelt de meest vooraanstaande kandidaat-deeltjes voor koude donkere materie?
supersymmetrie
Het lichtste en daardoor stabielste van die voorspelde deeltjes is vermoedelijk het neutralino.
Q 19Welke Nederlandse astronoom schreef al in 1922 over materie die niet kon worden waargenomen?
Jacobus Kapteyn
Met zulke onzichtbare materie lieten zich bepaalde waarnemingen aan sterrenstelsels verklaren.
Q 20Op de schaal van welke structuren gaat donkere materie niet klonteren?
planetenstelsels
Donkere materie is diffuus, maar zou zich wel in grote hoeveelheden in alle sterrenstelsels in het heelal bevinden.
Q 24De beweging van welke structuren verklaren aangepaste zwaartekrachttheorieën minder goed?
sterrenstelselclusters
Ook voor het heelal als geheel hebben de meeste van die theorieën geen antwoord.
Q 25Welke Duitse term gebruikte Fritz Zwicky voor de massa achter de grote snelheidsspreiding?
dunkele Materie
De woorden betekenen letterlijk donkere materie: massa die zich alleen via haar zwaartekracht verraadt.
Q 26Van welke deeltjes nam de satellietdetector PAMELA in 2008 een onverwachte overvloed waar?
positronen
De ballonproef ATIC, die met een calorimeter werkte, zag hetzelfde; de deeltjes zouden van elkaar vernietigende WIMPs afkomstig kunnen zijn.
Q 27Hoeveel maal groter dan verwacht moest de massa zijn volgens de snelheden die Zwicky mat?
400
De spreiding in de radiële snelheden die hij mat, bedroeg meer dan 1000 km/s.
Q 28Hoe heet de tegendruk van straling die de groei van zwarte gaten door gewone materie afremt?
eddingtonlichtkracht
Donkere materie ondergaat die tegendruk niet, waardoor zwarte gaten die haar opnemen meer kunnen groeien.
Q 29In welke stad werd in 2003 gemeld dat sommige elliptische stelsels donkere materie missen?
Dublin
Een Europees team presenteerde het nieuws op de Brits-Ierse National Astronomy Meeting; een verklaring voor de waarneming is er nog niet.
Q 30Meer dan hoeveel sterrenstelsels onderzocht McGaugh in zijn studie uit 2016?
150
De berekende hoeveelheid donkere materie bleek sterk samen te hangen met de zichtbare materie.