Stel je voor dat je een groot deel van het dagelijks leven om je heen negeert, simpelweg omdat je het niet kunt zien. Dat is precies wat we met het universum doen. Wij, mensen, zien slechts 5% van wat er daadwerkelijk is; de rest is een mysterieuze, onzichtbare substantie die de kosmos regeert. Wetenschappers staan nu op het punt om deze 'blinde vlek' te verlichten, en wat ze denken te vinden, verandert alles.
Dit is geen sciencefiction. Het gaat om de donkere materie en donkere energie die 95% van de realiteit vormen. Als je dacht dat je wist hoe de wereld in elkaar zat, bereid je dan voor op een complete herziening van je kennis over de natuurwetten. Want dat kleine beetje materie dat jij ziet, de stoel waarop je zit of de lucht die je inademt, is statistisch gezien bijna irrelevant.
Het olifant-in-de-kamer-probleem van de kosmos
We hebben een solide idee van de vaste deeltjes, de atomen die wij ‘gewone materie’ noemen. Maar deze deeltjes zijn slechts een restje. De overgrote meerderheid wordt gevormd door twee onbekenden: donkere materie en donkere energie.
Dr. Rupak Mahapatra, een deeltjesfysicus, legt het treffend uit: “Het is alsof je probeert een olifant te beschrijven door alleen zijn staart aan te raken.” We zien de *effecten* – hoe sterrenstelsels zich gedragen alsof ze meer massa hebben dan zichtbaar is – maar we weten niet wat de oorzaak is.
Donkere materie versus donkere energie: de kosmische spelregels
Deze twee componenten doen precies het tegenovergestelde, en dat is cruciaal:
- Donkere Materie (27%): Dit fungeert als de onzichtbare 'lijm'. Het geeft sterrenstelsels de benodigde massa om niet uit elkaar te vallen door hun rotatiesnelheid. Zonder dit zou onze Melkweg er heel anders uitzien.
- Donkere Energie (68%): Dit is de 'duwer'. Het is de kracht die ervoor zorgt dat het universum niet alleen uitdijt, maar dat deze uitdijing ook nog eens versnelt. Het duwt alles uit elkaar.
Je ziet het effect van donkere energie overal; het zorgt ervoor dat de afstand tussen jou en je buren groter wordt, puur door de expansie van de ruimte zelf.
De speurtocht naar fluisterende deeltjes
Het grootste obstakel is simpel: donkere materie geeft geen licht af. Het absorbeert en reflecteert niets. Hoe vang je iets dat niet wil worden gezien?
Mahapatra en zijn team in Texas (waar de temperaturen soms net zo extreem kunnen zijn als in de poolgebieden hier in Nederland in de winter) bouwen extreem geavanceerde detectoren. Deze apparaten moeten signalen opvangen van deeltjes die *zelden* interageren met gewone materie.
“Het probleem is de zeldzaamheid van de interactie,” merkt Mahapatra op. “We zoeken naar gebeurtenissen die misschien maar eens per jaar, of zelfs maar eens per decennium, plaatsvinden in onze apparatuur. We hebben nodig wat we calorimetrische detectie met spanningsgeassisteerde ionisatie noemen.”
Wat betekent dit in de praktijk, zonder de jargon? Ze hebben sensoren gebouwd die zo gevoelig zijn dat ze de minuscule energiepiek van één enkel botsend deeltje kunnen registreren. Dit is fundamenteel anders dan wat oudere detectoren konden meten.
De WIMP-kandidaat onder het vergrootglas
Hun onderzoek richt zich momenteel sterk op WIMP’s (Weakly Interacting Massive Particles). Dit waren lange tijd de favoriete kandidaten voor donkere materie. Dankzij de nieuwe detectietechnieken kunnen ze nu ook de WIMP’s met een lage massa testen, deeltjes die voorheen volledig onzichtbaar waren.
Het is net als het zoeken naar een speld in een kosmische hooiberg, maar met een magnetische, uiterst gevoelige pincet.
Waarom dit ons leven kan veranderen
Waarom zou jij, als je geen astrofysicus bent, je druk moeten maken over een deeltje dat 14 miljard lichtjaar ver weg is? Omdat het ontcijferen van 95% van het universum de handleiding van de natuurkunde herschrijft.
Mahapatra is duidelijk: “Als we donkere materie eenmaal detecteren, openen we een compleet nieuw hoofdstuk in de fysica. Dit kan leiden tot technologieën die we ons nu nog niet kunnen voorstellen, net zoals men in de jaren ’30 geen idee had van de mobiele telefoon.”
De wetenschappelijke aanpak is niet gericht op één enkele doorbraak, maar op een netwerk van bewijsvoering: directe detectie, indirecte metingen en simulaties met deeltjesversnellers. Pas wanneer al deze methoden hetzelfde beeld laten zien, weten we dat we dichterbij zijn. Dit vraagt om geduld, iets wat we als tech-gedreven generatie soms vergeten.
Toch, de jacht op de onzichtbare 95% gaat door. Wat denk jij dat de grootste impact zal zijn op ons dagelijks leven als we éindelijk weten waar het grootste deel van het universum uit bestaat?
