Donkere materie-kracht remt groei kosmische structuur

Een nieuwe studie, gepubliceerd in het Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) op 2 augustus 2026, onthult dat een extra aantrekkende kracht tussen donkere materiedeeltjes, in tegenstelling tot verwachtingen, de groei van kosmische structuur eerder vertraagt dan versnelt. Het onderzoek, geleid door Zachary Weiner van het Perimeter Institute for Theoretical Physics, toont aan dat een dergelijke kracht weliswaar zorgt voor efficiëntere clustering van donkere materie, maar ook leidt tot een effectief massaverlies van de deeltjes na verloop van tijd, waardoor hun zwaartekracht verzwakt en de vorming van structuur wordt onderdrukt.

Wetenschappers onderzoeken het idee van een verborgen 'donkere kracht' omdat precieze kosmologische waarnemingen soms afwijken van het standaardmodel. Metingen van de kosmische expansie en de kosmische microgolfachtergrond wijzen op discrepanties: sommige gegevens suggereren een langzamere expansie in het verleden, terwijl andere aangeven dat materie dichter geclusterd is dan voorspeld. Deze kleine maar hardnekkige afwijkingen motiveren de zoektocht naar extra interacties binnen de donkere materiesector die gewone materie niet kan detecteren.

Volgens Weiner vloeit het contra-intuïtieve resultaat voort uit twee concurrerende effecten. De extra aantrekkende kracht bevordert inderdaad de clustering, maar verandert tegelijkertijd het gedrag van donkere materie naarmate het universum uitdijt, waardoor de deeltjesmassa's effectief afnemen. Dit massaverlies compenseert de sterkere aantrekking, wat leidt tot een netto onderdrukking van structuurgroei in de meeste modellen. De studie onderzocht een groep theoretische modellen waarin donkere materiedeeltjes interageren via een langeafstandskracht naast zwaartekracht, met behulp van theoretische berekeningen en kosmologische gegevens.

De bevindingen hebben implicaties voor theorieën die recente metingen van de Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) proberen te verklaren, waarvan sommige modellen gebruikmaken van vergelijkbare donkere materie-interacties. De onderzoekers merken op dat elke theorie met een verborgen aantrekkende kracht rekening moet houden met het mechanisme van effectief massaverlies. Aankomende observatoria en kosmische surveys kunnen preciezere gegevens leveren om deze mogelijkheden te testen.

Weiner benadrukt de noodzaak van voortdurende tests en stelt: 'Het universum is vaak subtieler dan onze intuïtie.' De studie werd gepubliceerd door Sissa Medialab.