Glossarium astronomicum

Zwaartekrachtlens

Ook bekend als zwaartekrachtlenseffect

Objecten met massa kunnen het pad van licht dat langs hun zwaartekrachtveld passeert, afbuigen. Dit effect, voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie, werd voor het eerst waargenomen tijdens de zonsverduistering van 1919, toen de afbuiging van het licht van verschillende sterren in de buurt van de zon werd gemeten.

Zwaartekrachtlensing is het duidelijkst zichtbaar bij zeer massieve objecten, zoals sterrenstelsels of sterrenclusters. Als waarnemers op aarde kijken naar een ver object waarvan het licht op deze manier wordt afgebogen (door ‘de lens’), zal het object vervormd lijken. Deze vervorming houdt altijd een (de)vergroting van het licht in, waardoor we anders zwakke achtergrondobjecten beter kunnen zien. Wanneer de lens voldoende massa heeft die geconcentreerd is in een klein hoekgebied, worden meerdere beelden van hetzelfde achtergrondobject geproduceerd, waarbij het licht van elk beeld op verschillende tijdstippen de waarnemer bereikt.

Het meten van deze zogenaamde ‘tijdvertragingen’ is een van de beste manieren om de waarde van de Hubble-constante op extragalactische schaal te bepalen. Meerdere beelden van een lens stellen ons daarentegen in staat om de massa ervan nauwkeurig te bepalen (met behulp van modellering); dit is een zeer nuttige methode om de massa van sterrenstelsels en, in het bijzonder, sterrenstelselclusters te bepalen.

Gerelateerde termen:

• Donkere materie
• Sterrenstelsel
• Sterrenstelselcluster
• Superzwaar zwart gat
• Hubble-constante

Melkwegcluster

Ook bekend als sterrenstelselcluster

Een melkwegcluster is een fysieke groep melkwegstelsels die door zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn. Melkwegclusters kunnen variëren in grootte en concentratie en bevatten honderden tot duizenden melkwegstelsels.

De Virgo-cluster, het dichtstbijzijnde melkwegcluster, is een voorbeeld van een groot cluster dat duizenden melkwegstelsels bevat. Naast melkwegstelsels bevatten clusters ook plasma en grote hoeveelheden donkere materie.

Gerelateerde termen:

• Donkere materie
• Sterrenstelsel
• Plasma

Donkere Materie

Donkere materie is een veronderstelde vorm van materie die massa heeft, maar volledig transparant is en geen licht uitzendt. Het is geopperd als een gezamenlijke verklaring voor diverse verschijnselen die verband houden met gravitationele interacties. Vroegere bewijzen voor het bestaan van donkere materie kwamen van sterrenstelsels in clusters van sterrenstelsels, waarvan werd vastgesteld dat ze met relatief hoge snelheden bewogen. Het postuleren van extra massa diende om te verklaren waarom de betreffende sterrenstelsels, ondanks hun snelheden, gravitationeel gebonden waren aan hun cluster in plaats van te ontsnappen. Metingen door Vera Rubin en anderen van de snelheden waarmee sterren en gas in schijfvormige sterrenstelsels draaien, leidden tot een bredere acceptatie van het concept van donkere materie: daar vereisen de gebruikelijke wetten van de zwaartekracht een aanzienlijke massa naast de zichtbare materie om de waargenomen hoge rotatiesnelheden te verklaren. Meer recent hebben waarnemingen met gravitationele lenswerking aanzienlijke niet-lichtgevende massa in clusters van sterrenstelsels aangetoond.

In de kosmologie wijst de expansiegeschiedenis van het heelal erop dat er meer materie in het heelal aanwezig is dan in de vorm van lichtgevende materie wordt verklaard. De gangbare verklaring voor de groei van de structuur in het vroege heelal berust ook op de aanwezigheid van donkere materie. Om deze redenen worden de standaard kosmologische modellen "Lambda CDM-modellen" genoemd, waarbij CDM staat voor koude (langzaam bewegende) donkere materie.

De aard van donkere materie is een onderwerp van intensief onderzoek en debat, zowel in de kosmologie als in de deeltjesfysica. Bewijs voor donkere materie blijft indirect en berust op waarnemingen van de effecten van de massa van donkere materie op lichtgevende materie of licht. Er bestaan verschillende voorstellen voor soorten nog niet gedetecteerde elementaire deeltjes waaruit donkere materie zou kunnen bestaan, maar de experimenten die zijn opgezet om direct bewijs voor dergelijke kandidaatdeeltjes te vinden, zijn tot nu toe niet succesvol gebleken. Er zijn ook alternatieve verklaringen voorgesteld die beweren de relevante waarnemingen te verklaren zonder de betrokkenheid van nieuwe deeltjessoorten.

Gerelateerde termen: • Kosmologie
• Donkere energie
• Sterrenstelsel
• Sterrenstelselcluster
• Zwaartekrachtlens

Donkere Energie

Donkere energie is een veronderstelde oorzaak van de versnelde uitdijing van het heelal, die zich de afgelopen zes miljard jaar op de grootste schaal heeft voorgedaan. Donkere energie wordt vaak beschreven als een "kracht" die tegengesteld is aan de zwaartekracht. De effecten van donkere energie worden afgeleid uit indirecte observaties en metingen van Type Ia supernovae, de kosmische microgolfachtergrondstraling (CMB), clusters van sterrenstelsels, gravitatielenzen en baryon-akoestische oscillaties, die lijken aan te geven dat donkere energie iets meer dan 70% van de samenstelling van het heelal uitmaakt. Desondanks is er veel onderzoek en discussie over de aard van donkere energie, of er verschillende soorten donkere energie bestaan, of donkere energie in de loop van de kosmische tijd verandert, en alternatieven voor donkere energie.

Gerelateerde termen:

• Kosmische microgolfachtergrondstraling (CMB)
• Donkere materie • Cluster van sterrenstelsels
• Zwaartekrachtlens
• Supernova
• Standaardkaars

Cluster van sterrenstelsels

Ook bekend als sterrenstelselclusters

Een cluster van sterrenstelsels is een fysieke groep sterrenstelsels die door zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn. Clusters van sterrenstelsels kunnen variëren in grootte en concentratie, van honderden tot duizenden sterrenstelsels. De Virgo Cluster, de dichtstbijzijnde cluster van sterrenstelsels, is een voorbeeld van een grote cluster met duizenden sterrenstelsels. Naast sterrenstelsels bevatten clusters ook plasma en grote hoeveelheden donkere materie.

Gerelateerde termen:

• Donkere materie
• Sterrenstelsel
• Plasma