Donkere Materie,Donkere Energie enEntropische Zwaartekracht<br />Marcel Vonk<br />JWG Ouderenkamp, 1 augustus 2011<br />Te...
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Aarde: 6 x 1024 kg<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Zon: 2 x 1030 kg<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Melkweg: 300 miljard sterren<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Zichtbare heelal: 350 miljard grote sterrenstelsels<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Sterren:<br />1051 kg<br />
De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Sterren+gas:<br />1052 kg<br />
De vraag…<br />“Is er meer?”<br />Belangrijke vraag: bepaalt de toekomst van ons heelal!<br />?<br />
Het plan…<br />Donkere materie<br />Donkere energie<br />Een nieuw idee<br />Entropie<br />Entropische krachten<br />Zwaar...
Donkere materie<br />
Donkere Materie<br />Materie die we kunnen “zien” door de effecten van de zwaartekracht.<br />
Donkere Materie<br />Resultaat: het heelal is zes keer zo zwaar als we dachten!<br />
Donkere Materie<br />Resultaat: het heelal is zes keer zo zwaar als we dachten!<br />
Donkere Materie<br />We kunnen ook zien waar de materie zich bevindt:<br />
Donkere Materie<br />Verklaringen: WIMPs, neutrino’s, …<br />
Donkere energie<br />
Donkere Energie<br />Hubble: het heelal dijt uit!<br />
Donkere Energie<br />We kunnen dit zien aan de roodverschuiving van sterrenstelsels<br />
Donkere Energie<br />“Standaardkaars”: supernova’s<br />
Donkere Energie<br />Beter onderzoek (1998): het heelal dijt versneld uit!<br />
Donkere Energie<br />Er is dus nog meer “materie”! (Maar met negatieve energie.)<br />
Donkere Energie<br />We kunnen donkere energie goed beschrijven…<br />
Donkere Energie<br />…maar een beschrijving is natuurlijk nog geen verklaring!<br />
een nieuw idee<br />
Een Nieuw Idee<br />Erik Verlinde (2010, 2011?): nieuwe kijk op zwaartekracht.<br />
Een Nieuw Idee<br />Zwaartekracht is<br />	een entropische<br />	kracht.<br />Voor entropie zijn veel vrijheidsgraden nodi...
Een Nieuw Idee<br />Natuurkunde in ontwikkeling<br />Waarschuwing: zou dus best fout kunnen zijn!<br />
Entropie<br />
Entropie<br />Het aantal manieren om een “macroscopische grootheid” te realiseren.<br /><ul><li> Temperatuur
 Druk
 Gewicht
 …</li></li></ul><li>Entropie<br />Entropie lijkt beschrijvend, maar kan ook verklaren:<br />
Entropie<br />Gas stroomt een gasfles uit, niet in!<br />
Entropie<br />Algemener: entropie neemt (bijna) altijd toe.<br />Nicolas Léonard <br />Sadi Carnot, <br />1796-1832<br />
Entropische krachten<br />
Entropische Krachten<br />Veel van de fundamentele natuurkrachten kunnen beschreven worden met velden.<br />
Entropische Krachten<br />Entropie kan ook krachten veroorzaken!<br />
Entropische Krachten<br />Rubber is een polymeer:<br />
Entropische Krachten<br />1<br />5<br />6<br />1<br />
Entropische Krachten<br />Een uitgerekt elastiekje zal zijn “evenwichtslengte” opzoeken:<br />KRACHT!<br />
zwaartekracht en entropie<br />
Zwaartekracht en Entropie<br />Entropie is het aantal “microtoestanden” dat bij een “macrotoestand” hoort.<br /> 184467440...
Zwaartekracht en Entropie<br />Entropie is het aantal bits dat een “macrotoestand” beschrijft.<br /> 64<br />
Zwaartekracht en Entropie<br />Wat is de maximale entropie van een systeem met een bepaald volume?<br />
Zwaartekracht en Entropie<br />Voeg deeltjes aan een zwart gat toe:<br /><ul><li> Entropie (S) neemt toe
 Oppervlak (A) neemt toe
 S = const x A</li></li></ul><li>Zwaartekracht en Entropie<br />Verrassend resultaat:<br />Er lijkt een dimensie te missen...
Zwaartekracht en Entropie<br />Zwaartekracht is holografisch: kan beschreven worden in 1 dimensie minder.<br />Gerard<br /...
Zwaartekracht en Entropie<br />Juan Maldacena vond in 1998 zo’n “duale” beschrijving.<br />
Entropische Zwaartekracht<br />
Entropische Zwaartekracht<br />Als zwaartekracht zoveel met entropie te maken heeft, is het dan geen entropische kracht?<b...
Entropische Zwaartekracht<br />Niet direct: zwaartekracht onstaat niet door botsingen met een “warmtebad”.<br />
Entropische Zwaartekracht<br />Erik Verlinde (2010): wel in de duale “oppervlak”-beschrijving!<br />
Entropische Zwaartekracht<br />Snaartheorie: deeltjes met snaren ertussen.<br />4 deeltjes, 16 soorten snaren<br />
Entropische Zwaartekracht<br />Snaartheorie: deeltjes met snaren ertussen.<br />N deeltjes, N x N soorten snaren<br />
Entropische Zwaartekracht<br />Deze (open) snaren zijn de deeltjes in de duale theorie!<br />matrix<br />N<br />N<br />
donkere materie/energie<br />
Donkere Materie/Energie<br />Deeltjes en (gewone) krachten zijn nu verenigd:<br />deeltjes<br />krachten<br />
Donkere Materie/Energie<br />De duale theorie beschrijft een gas van “proto-deeltjes/krachten”<br />
Donkere Materie/Energie<br />Echte deeltjes ontstaan door een proces dat lijkt op condensatie<br />
Donkere Materie/Energie<br />
Donkere Materie/Energie<br />interactie met<br />warmtebad<br />warmtebad<br />krachten<br />deeltjes<br />
Donkere Materie/Energie<br />1) De entropische kracht die deze interactie veroorzaakt is de zwaartekracht!  (Verlinde 2010...
Donkere Materie/Energie<br />2) De extra vrijheidsgraden gedragen zich als donkere materie/energie! (Verlinde 2011)<br />d...
Donkere Materie/Energie<br />De orde van grootte klopt heel aardig!<br />64%<br />16%<br />4%<br />16%<br />
Donkere Materie/Energie<br />De orde van grootte klopt heel aardig!<br />
Samenvattend…<br />
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Donkere Materie, Donkere Energie en Entropische Zwaartekracht

1,554 views
1,396 views

Published on

Lezing voor JWG ouderenkamp, 1 augustus 2011

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
1,554
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Donkere Materie, Donkere Energie en Entropische Zwaartekracht

  1. 1. Donkere Materie,Donkere Energie enEntropische Zwaartekracht<br />Marcel Vonk<br />JWG Ouderenkamp, 1 augustus 2011<br />TexPoint fonts used in EMF. <br />Read the TexPoint manual before you delete this box.: AAAAAAAAAA<br />
  2. 2. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />
  3. 3. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Aarde: 6 x 1024 kg<br />
  4. 4. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Zon: 2 x 1030 kg<br />
  5. 5. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Melkweg: 300 miljard sterren<br />
  6. 6. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Zichtbare heelal: 350 miljard grote sterrenstelsels<br />
  7. 7. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Sterren:<br />1051 kg<br />
  8. 8. De vraag…<br />“Hoeveel materie is er in het heelal?”<br />Sterren+gas:<br />1052 kg<br />
  9. 9. De vraag…<br />“Is er meer?”<br />Belangrijke vraag: bepaalt de toekomst van ons heelal!<br />?<br />
  10. 10. Het plan…<br />Donkere materie<br />Donkere energie<br />Een nieuw idee<br />Entropie<br />Entropische krachten<br />Zwaartekracht en entropie<br />Entropische zwaartekracht<br />Donkere materie/energie<br />
  11. 11. Donkere materie<br />
  12. 12. Donkere Materie<br />Materie die we kunnen “zien” door de effecten van de zwaartekracht.<br />
  13. 13. Donkere Materie<br />Resultaat: het heelal is zes keer zo zwaar als we dachten!<br />
  14. 14. Donkere Materie<br />Resultaat: het heelal is zes keer zo zwaar als we dachten!<br />
  15. 15. Donkere Materie<br />We kunnen ook zien waar de materie zich bevindt:<br />
  16. 16. Donkere Materie<br />Verklaringen: WIMPs, neutrino’s, …<br />
  17. 17. Donkere energie<br />
  18. 18. Donkere Energie<br />Hubble: het heelal dijt uit!<br />
  19. 19. Donkere Energie<br />We kunnen dit zien aan de roodverschuiving van sterrenstelsels<br />
  20. 20. Donkere Energie<br />“Standaardkaars”: supernova’s<br />
  21. 21. Donkere Energie<br />Beter onderzoek (1998): het heelal dijt versneld uit!<br />
  22. 22. Donkere Energie<br />Er is dus nog meer “materie”! (Maar met negatieve energie.)<br />
  23. 23. Donkere Energie<br />We kunnen donkere energie goed beschrijven…<br />
  24. 24. Donkere Energie<br />…maar een beschrijving is natuurlijk nog geen verklaring!<br />
  25. 25. een nieuw idee<br />
  26. 26. Een Nieuw Idee<br />Erik Verlinde (2010, 2011?): nieuwe kijk op zwaartekracht.<br />
  27. 27. Een Nieuw Idee<br />Zwaartekracht is<br /> een entropische<br /> kracht.<br />Voor entropie zijn veel vrijheidsgraden nodig.<br />Die vrijheidsgraden vormen de donkere energie/materie.<br />
  28. 28. Een Nieuw Idee<br />Natuurkunde in ontwikkeling<br />Waarschuwing: zou dus best fout kunnen zijn!<br />
  29. 29. Entropie<br />
  30. 30. Entropie<br />Het aantal manieren om een “macroscopische grootheid” te realiseren.<br /><ul><li> Temperatuur
  31. 31. Druk
  32. 32. Gewicht
  33. 33. …</li></li></ul><li>Entropie<br />Entropie lijkt beschrijvend, maar kan ook verklaren:<br />
  34. 34. Entropie<br />Gas stroomt een gasfles uit, niet in!<br />
  35. 35. Entropie<br />Algemener: entropie neemt (bijna) altijd toe.<br />Nicolas Léonard <br />Sadi Carnot, <br />1796-1832<br />
  36. 36. Entropische krachten<br />
  37. 37. Entropische Krachten<br />Veel van de fundamentele natuurkrachten kunnen beschreven worden met velden.<br />
  38. 38. Entropische Krachten<br />Entropie kan ook krachten veroorzaken!<br />
  39. 39. Entropische Krachten<br />Rubber is een polymeer:<br />
  40. 40. Entropische Krachten<br />1<br />5<br />6<br />1<br />
  41. 41. Entropische Krachten<br />Een uitgerekt elastiekje zal zijn “evenwichtslengte” opzoeken:<br />KRACHT!<br />
  42. 42. zwaartekracht en entropie<br />
  43. 43. Zwaartekracht en Entropie<br />Entropie is het aantal “microtoestanden” dat bij een “macrotoestand” hoort.<br /> 18446744073709551616<br />
  44. 44. Zwaartekracht en Entropie<br />Entropie is het aantal bits dat een “macrotoestand” beschrijft.<br /> 64<br />
  45. 45. Zwaartekracht en Entropie<br />Wat is de maximale entropie van een systeem met een bepaald volume?<br />
  46. 46. Zwaartekracht en Entropie<br />Voeg deeltjes aan een zwart gat toe:<br /><ul><li> Entropie (S) neemt toe
  47. 47. Oppervlak (A) neemt toe
  48. 48. S = const x A</li></li></ul><li>Zwaartekracht en Entropie<br />Verrassend resultaat:<br />Er lijkt een dimensie te missen!<br />OppervlakInhoud<br />6 1<br />54 27<br />(x3x3) (x3x3x3)<br />
  49. 49. Zwaartekracht en Entropie<br />Zwaartekracht is holografisch: kan beschreven worden in 1 dimensie minder.<br />Gerard<br />’t Hooft<br />(1974)<br />
  50. 50. Zwaartekracht en Entropie<br />Juan Maldacena vond in 1998 zo’n “duale” beschrijving.<br />
  51. 51. Entropische Zwaartekracht<br />
  52. 52. Entropische Zwaartekracht<br />Als zwaartekracht zoveel met entropie te maken heeft, is het dan geen entropische kracht?<br />
  53. 53. Entropische Zwaartekracht<br />Niet direct: zwaartekracht onstaat niet door botsingen met een “warmtebad”.<br />
  54. 54. Entropische Zwaartekracht<br />Erik Verlinde (2010): wel in de duale “oppervlak”-beschrijving!<br />
  55. 55. Entropische Zwaartekracht<br />Snaartheorie: deeltjes met snaren ertussen.<br />4 deeltjes, 16 soorten snaren<br />
  56. 56. Entropische Zwaartekracht<br />Snaartheorie: deeltjes met snaren ertussen.<br />N deeltjes, N x N soorten snaren<br />
  57. 57. Entropische Zwaartekracht<br />Deze (open) snaren zijn de deeltjes in de duale theorie!<br />matrix<br />N<br />N<br />
  58. 58. donkere materie/energie<br />
  59. 59. Donkere Materie/Energie<br />Deeltjes en (gewone) krachten zijn nu verenigd:<br />deeltjes<br />krachten<br />
  60. 60. Donkere Materie/Energie<br />De duale theorie beschrijft een gas van “proto-deeltjes/krachten”<br />
  61. 61. Donkere Materie/Energie<br />Echte deeltjes ontstaan door een proces dat lijkt op condensatie<br />
  62. 62. Donkere Materie/Energie<br />
  63. 63. Donkere Materie/Energie<br />interactie met<br />warmtebad<br />warmtebad<br />krachten<br />deeltjes<br />
  64. 64. Donkere Materie/Energie<br />1) De entropische kracht die deze interactie veroorzaakt is de zwaartekracht! (Verlinde 2010)<br />
  65. 65. Donkere Materie/Energie<br />2) De extra vrijheidsgraden gedragen zich als donkere materie/energie! (Verlinde 2011)<br />donkere<br />energie<br />donkere<br />materie<br />donkere<br />materie<br />materie<br />
  66. 66. Donkere Materie/Energie<br />De orde van grootte klopt heel aardig!<br />64%<br />16%<br />4%<br />16%<br />
  67. 67. Donkere Materie/Energie<br />De orde van grootte klopt heel aardig!<br />
  68. 68. Samenvattend…<br />
  69. 69. Samenvattend…<br />Zwaartekracht is<br /> een entropische<br /> kracht.<br />De entropie komt van extra vrijheidsgraden in de duale matrixbeschrijving.<br />Die vrijheidsgraden vormen ook de donkere energie/materie.<br />
  70. 70. Samenvattend…<br />Test: er kan geen “gewoon” deeltje zijn dat donkere materie verklaart.<br />
  71. 71. Samenvattend…<br />Over verdere tests wordt nog hard nagedacht!<br />

×