Kosmisk gåte:

Feirer mørk materie Allhelgensaften

En simulering fra European Southern Observatory fremstiller en gassky av typen Lyman-alpha. En slik simulering kan brukes til å gjøre antakelser om utviklingen av gass og mørk materie i rommet. NTB Scanpix/AFP.
En simulering fra European Southern Observatory fremstiller en gassky av typen Lyman-alpha. En slik simulering kan brukes til å gjøre antakelser om utviklingen av gass og mørk materie i rommet. NTB Scanpix/AFP.

I år markerer forskere over hele verden Allhelgensaften med en feiring av den «mørke materien» som kanskje hindrer galaksene fra å gå i oppløsning.

Denne artikkelen er over ett år gammel og kan innholde utdatert informasjon

De som elsker det mørke og usette vil snart få enda en grunn til feiring i novembernatten. På allhelgensaften, med stunder bedre kjent som Halloween, skal forskere over hele verden sette fokus på jakten på «den mørke materien»; en mystisk, usynlig substans som antas å gjennomsyre verdensrommet og holde galaksene sammen.

Over hele Storbritannia, USA og Europa blir det 31. oktober avholdt forelesninger, forsøk og fester for å opplyse (hoho) om den store astronomiske jakten. Dagen har blitt erklært som «Den mørke materiens dag» av forskerne som forsøker å forstå hvordan denne usynlige massen fungerer, hva den består av og om den faktisk finnes!

– Man kunne ikke valgt en bedre dato for å markere jakten på noe så mystisk og flyktig som mørk materie, sier fysikeren Chamkaur Ghag ved University College London.

– Vi kan se dens virkninger, men ikke observere den direkte. Det er det ultimate spøkelsesfenomenet i verdensrommet.

Halloween har tradisjonelt vært markert i USA, og innledet opprinnelig en tre dagers katolsk feiring til minne om alle som har gått bort, ikke minst helgener (hallows) og martyrer, skriver SNL.

Feiringen har siden spredd seg til en rekke andre land, deriblant Norge de siste par tiår. Barn kler seg i skumle kostymer - som hekser, spøkelser og pirater - og ringer på dører i nabolaget med erklæringen «knask eller knep.»

Hvorfor går ikke galaksene i oppløsning?

Men i den moderne fysikken byr et annet spøkelse på kontroversielle og frustrerende spørsmål: den mørke materien. Dens eksistens er kun en antakelse på bakgrunn av galaksenes bevegelser. De later til å rotere for fort til å holde seg sammen!

Gigantiske sfærer av materie - som ikke kan påvises ved tradisjonelle metoder - antas av astronomene å omgi galaksene og holde dem sammen. Disse sfærene antas å bestå av «svakt interagerende massive partikler», på engelsk kjent ved forkortelsen «wimps».

De galaktiske sfærene er enorme, og utgjør omkring 85 prosent av universets totale masse. Bare en fraksjon av massen består av protoner, nøytroner og atomer, som galakser, stjerner, planeter og levende vesener er bygd opp av.

– Siden Copernicus har vi visst at Jorden ikke har en unik plass i universet, sier astronomen Martin Rees.

– Nå er vi i ferd med å forstå at vi ikke engang er skapt av den typen materie det finnes mest av i kosmos. Størstedelen består av materie fra «den mørke siden», som vi ennå ikke kan observere direkte.

Denne forskningsgåten førte til ideen om en egen dag for å markere jakten på den mørke materien. Som forskerne påpeker: uten mørk materie ville det ikke vært noe om holdt galaksene sammen. Det ville ikke eksistert stjerner, planeter eller liv.

– Derfor er den mørke materien så viktig, sier Ghag.

Les også: Hawkings siste studie: – Kan finnes flere univers enn vårt eget

Store maskiner på jakt

To sentrale metoder er foreløpig utviklet i forsøket på å observere den mørke materien. Ved Large Hadron Collider hos Cern i Geneve forsøker forskerne å danne og observere Wimps i den digre partikkelakseleratoren. På samme måte som man endelig kunne observere det vidgjetne Higgs-bosonet her kan det hende en Wimp-partikkel vil dannes i akseleratoren, mener forskerne.

Den andre metoden går ut på å bygge detektorer langt under bakken, ofte i gamle gruveganger, der de er beskyttet mot bombardementet av kosmiske partikler mot Jordens overflate. Disse detektorene inneholder kamre med tonnevis av xenon-gass, det sjeldneste av alle stabile grunnstoffer, og hundrevis av lysdetektorer. Om en Wimp på vei gjennom rommet skulle treffe en gasspartikkel håper forskerne at den kan utløse et målbart lys.

Etter 20 års leting, og titalls millioner investert, har man ikke observert en eneste «Wimp.» Hverken ved Cern-laboratoriet eller i de underjordiske detektorene i USA og Europa.

En tekniker hos CERN, Den europeiske organisasjon for kjernefysisk forskning, i Sveits. Her jakter man blant annet på den flyktige «mørke materien» NTB Scanpix/Reuters.
En tekniker hos CERN, Den europeiske organisasjon for kjernefysisk forskning, i Sveits. Her jakter man blant annet på den flyktige «mørke materien» NTB Scanpix/Reuters.

– Ingen observasjoner passer hittil

– Hittil har vi ikke funnet noe som helst som passer med teorien, medgir professor Ofer Lahav ved University College London.

– Likevel vil jeg hevde at 99 prosent av alle fysikere vil si de tror Wimps finnes.

Ghag, hans kollega ved universitetet, stiller seg bak påstanden, men sier:

– Det er frustrerende at vi ikke har kunnet påvise mørk materie etter all denne innsatsen.

– Problemet er at fysikerne ikke aner hvor store de flyktige partiklene er. De kan være på størrelse med et hydrogen-atom, eller de kan være mindre enn atomer. Eller de kan ha varierende størrelse. Alt dette vil spille inn på hva slags instrumenter vi behøver for å observere dem.

Men det er ikke uvanlig i vitenskapshistorien at man sliter med å styrke en teori med håndfaste data.

Foto fra European Southern Observatory offentliggjort i august viser stjernetåken Carina. Stjernene i sentrum av bildet slynger ut intens radioaktiv stråling, som får gassen omkring til å gløde. Illustrasjonsfoto: J. Emerson/m. Irwin/j. Lewis/ NTB Scanpix/Ap.
Foto fra European Southern Observatory offentliggjort i august viser stjernetåken Carina. Stjernene i sentrum av bildet slynger ut intens radioaktiv stråling, som får gassen omkring til å gløde. Illustrasjonsfoto: J. Emerson/m. Irwin/j. Lewis/ NTB Scanpix/Ap.

På 1800-tallet oppdaget astronomer store avvik i Uranus’ bane, og løste gåten ved å anta at en annen planet måtte forstyrre banen. Denne teorien førte til oppdagelsen av Neptun. Siden oppdaget man forstyrrelser i Merkurs bane. Denne gangen måtte forklaringen vente til Einstein offentliggjorde sin generelle relativitetsteori i forrige århundre.

– Kan bli vitenskapelig revolusjon

– En forståelse av den mørke materien kan være likefrem, som i tilfellet med Neptun, eller helt revolusjonerende, som i tilfellet med relativitetsteorien, legger Lahav til.

I denne siste kategorien argumenterer enkelte forskere nå for at selve gravitasjonen ennå ikke forstås skikkelig, og at den merkelige rotasjonen til galaksene først kan forklares ved en revisjon av den klassiske mekanikken Newton grunnla.

Disse «frafalne forskerne» hevder at det rett og slett ikke finnes noen mørk materie. De fleste forskere er foreløpig uenige i dette synet. De tror fremdeles mørk materie er den beste hypotesen man har til å forklare galaksenes opptreden.

– Det kan tenkes at mørk materie består av Wimps, slik at disse partiklene rett og slett ikke samhandler med noen form for normal materie, sier Ghag.

– Dette vil bety at vi bare kan observere slikt ved å se på gravitasjonspåvirkningen. På sett og vis vil den mørke materien fortsette å være et «spøkelse i rommet»; usett og kun observerbart indirekte, gjennom sin påvirkning.

Kollasjen fra romteleskopet Hubble viser bilder fra seks ulike stjernehoper. Disse ble observert i en studie fra 2015, av hvordan mørk materie i slike områder later til å opptre når stjernehopene kolliderer. Nasa/EPA/Hubble, via Wikimedia.
Kollasjen fra romteleskopet Hubble viser bilder fra seks ulike stjernehoper. Disse ble observert i en studie fra 2015, av hvordan mørk materie i slike områder later til å opptre når stjernehopene kolliderer. Nasa/EPA/Hubble, via Wikimedia.

Teori fra forrige århundre

I forrige århundre ventet forskere å finne at stjerner beveget seg saktere gjennom galaksen dess lenger de befant seg fra dens sentrum, slik som de ytterste planetene beveger seg saktere rundt solen.

Men astronomene oppdaget med tiden at galaksens ytre baner er nesten like raske som dem nær sentrum. Hva var det som ga den ekstra gravitasjonen som holdt galaksene sammen?

Teoretisk fysikk ga opphav til ideen om en usynlig mørk materie, som ga den nødvendige massen som kunne forklare galaksenes gravitasjonskraft. Denne teorien har blitt støttet av senere observasjoner.

– Fenomenet kjent som gravitasjonslinser , samt studie av kosmisk bakgrunnsstråling, ga videre støtte til tanken om mørk materie, sier professor Lahav.

For å forklare den mørke materiens egenskaper er en rekke teorier lagt frem. Noen har foreslått at utbrente stjerner eller skyer av støv og gass som holder galaksene sammen. Dette er nå avvist, og Wimps (på engelsk: weakly interacting massive particles) fremstår som beste hypotese inntil videre.

Oversatt av Ole Peder Giæver /ABC Nyheter © Guardian News & Media Limited.


Se også: Den europeiske romfartsorganisasjonens Gaia-satellitt har laget den mest komplette oversikten over stjernene i vår galakse til nå. (Video fra april, vinduet under):

Mer fra ABC Nyheter
Siste fra forsiden
07:32 Mistanke om at mann er smittet av nytt virus i Australia07:03 Ut mot USA etter Solberg-svar: – Likegyldighet for norske soldaters liv07:00 Kronprins Haakon til Israel for å markere 75 år siden frigjøringen av Auschwitz-Birkenau06:59 Tre tenåringer til sykehus etter å ha krasjet i tyvlånt bil06:30 Tøff kamp for å fylle opp EM-hallen – 7500 ledige finalebilletter06:09 Prins Harry har forlatt Storbritannia06:00 Dette skjer i dag05:37 Frp skal ha kastet kortene allerede før helga05:30 Dette skjedde i natt05:16 Zuccarello og Minnesota Wild tapte jevn kamp mot Florida Panthers05:00 Washington Post: Trump bløffer i snitt 22 ganger om dagen04:05 VG: Sanner aktuell som ny finansminister03:54 Senatsleder McConnell la fram riksrettsregler03:13 Siktelse mot kirketjener utvidet til å omhandle overgrep03:13 Migranter møtt med tåregass på Mexicos grense03:05 Fire røykfrie uker reduserer risiko ved operasjoner02:01 USA venter med tolløkning og fortsetter skatteforhandlingen med Frankrike01:56 Nytt lungevirus kan spre seg til Norge01:55 Nytt lungevirus i Kina kan smitte mellom mennesker01:26 Pelsdyrbøndene forventer bedre kompensasjon med Frp i opposisjon00:36 Mann møtte på legevakta på Romerike med knivskader00:24 Frp-exit kan føre til at KrFs abortseier ryker00:21 Ocean Viking får legge til land i Italia23:44 Tenåring innlagt på sykehus etter å ha ruset seg på muskatnøtt23:35 Pompeo krever slutt på Maduros «tyranni»23:27 Silje Solberg klar for storklubben Györ etter sesongen23:23 IS ledes av turkmensk iraker23:10 Silje Solberg klar for storklubben Györ etter sesongen22:43 Rakettangrep mot Bagdads grønne sone22:42 Salmonella påvist i 33 tonn kylling fra Polen22:11 FN-komité advarer mot retur av klimaflyktninger22:08 Ørjan Håskjold Nyland får Genk-spiss som lagkamerat21:56 Uvær herjer i deler av Spania21:46 Inter bekrefter bud på Christian Eriksen21:41 Huawei-topp på plass i canadisk domstol21:13 Flytrøbbel skaper problemer for den norske X-Games-troppen20:54 Alkohol kan ikke selges som «nyheter», mener Helsedirektoratet20:17 Bilen var splitter ny – men etter to mil kom problemene...20:01 Trumps advokater kaller riksrettssaken en parodi20:01 To NTNU-forskere siktet av PST19:58 Rotevatn, Asheim og Lindtveit på ønskelista til nye statsrådsposter19:29 Klager inn klima-reklame: – Med på å skape angst hos barn19:28 Trump og Biden på kollisjonskurs19:21 Dramatisk kollisjon: Pilotene måtte vaske frontruta for hånd – i lufta18:56 – Tallene gjør meg bekymret når vi vet hvor viktig kvaliteten på psykisk helsevern er18:42 Forsvarssjefen: – Nedskytingen av det ukrainske flyet tyder på at Iran var forberedt på krig18:22 Klart for debatt om Siv Jensens framtid18:02 Flere spekulerer på Hareide-comeback17:55 Moxnes jubler for Frp-exit – håper på flertall mot kraftkabler17:41 Kroatia på sparebluss slo Tsjekkia 22-21 i håndball-EM17:40 EU-ministre vil gjenoppta marinepatruljer i Middelhavet16:49 Mann alvorlig skadd i boligbrann i Hønefoss16:24 Ikke avklart når Frps statsråder går av16:22 Nå eksploderer salget av disse bilene16:04 Kina: Nytt virus smitter mellom mennesker15:48 Støre: Det borgerlige kaoset er komplett15:34 Thingnes Bø får selskap av tre debutanter i VM i skiskyting15:33 Kroatisk selskap kjøper Kleven Verft15:10 Listhaugs stikk til farvel: – En dønn upopulær regjering15:01 Terrorsiktet kvinne fortsatt sammen med sine barn14:45 Veksten i den globale turismen sank i fjor14:42 Abelvik Rød ute av EM, brudd i foten14:16 Solberg: Ikke mulig for meg å handle av hensyn til ro i regjeringen14:03 Ullevaal utsolgt til Serbia-kampen14:02 Solskjær-elev uskadd fra bilkrasj13:51 SV gleder seg over at Frp går ut av regjering13:49 Egypt forlenger unntakstilstand13:41 Tingretten: Skjellig grunn til mistanke om IS-kvinnens deltakelse i terrororganisasjon13:40 Frp går ut av regjering13:07 Riksrettssaken mot Trump starter i Senatet13:04 Nest varmeste januar i Oslo så langt12:34 Ti dømt til døden for bombeangrep i Bangladesh12:33 Seieren mot Sverige ga EM-topp på TV12:32 Valgforsker: Frp-exit vil være et stort nederlag for Erna Solberg12:08 Nasjonalmuseets «Selvportrett» av van Gogh er ekte11:59 Cecilia Brækhus: – Det kan bli en verdig avslutning på karrieren11:58 Ruud falt på verdensrankingen11:46 Ski-NM får tilkjørt 4000 kubikkmeter snø: – Det redder oss11:36 Mener Solbergs «moral» har forverret krisen: – Klart det provoserer11:27 Stor snøskredfare flere steder i landet11:25 NRK reduserer antall regionkontorer11:25 Haaland med knockout på anerkjent spillerbørs10:29 Young Bloods-leder tiltalt for drapsforsøk deltok på «oppvaskmøte»10:29 Drapssiktet i Bergen varetektsfengslet i fire uker10:19 Fem døde da hotellrom ble oversvømt med kokende vann i Russland09:47 Huawei-topp kjemper mot utlevering til USA09:46 Sammenslåtte kommuner ble mer enn doblet i størrelse09:45 Ikke rettsmøte for terrorsiktet kvinne (29)09:27 Australia rammet av giganthagl og massive støvskyer08:44 «Afrikas rikeste kvinne» anklages for å ha flådd Angola08:06 Mann påkjørt etter trafikkuhell i Tromsø07:46 Mystisk lungevirus har spredt seg til Sør-Korea07:44 Til sammen 27 mindreårige drept de siste ti årene06:42 «Parasite» er første fremmedspråklige film til å vinne gjev SAG-pris06:37 Kina bekrefter 139 nye virustilfeller06:35 Slik sikrer Norge EM-semifinale allerede mot Island06:30 Støre vil gjøre Ap til fredsparti06:02 Dette skjer i dag05:34 Dette skjedde i natt05:32 Siv Jensen orienterer om Frps fremtid i regjeringen
Siste nytt
07:32VerdenMistanke om at mann er smittet av nytt virus i Australia07:03PolitikkUt mot USA etter Solberg-svar: – Likegyldighet for norske soldaters liv07:00NorgeKronprins Haakon til Israel for å markere 75 år siden frigjøringen av Auschwitz-Birkenau06:59NorgeTre tenåringer til sykehus etter å ha krasjet i tyvlånt bil06:30SportTøff kamp for å fylle opp EM-hallen – 7500 ledige finalebilletter06:09VerdenPrins Harry har forlatt Storbritannia06:00NorgeDette skjer i dag05:37NorgeFrp skal ha kastet kortene allerede før helga05:30NorgeDette skjedde i natt05:16SportZuccarello og Minnesota Wild tapte jevn kamp mot Florida Panthers05:00VerdenWashington Post: Trump bløffer i snitt 22 ganger om dagen04:05NorgeVG: Sanner aktuell som ny finansminister03:54VerdenSenatsleder McConnell la fram riksrettsregler03:13NorgeSiktelse mot kirketjener utvidet til å omhandle overgrep03:13VerdenMigranter møtt med tåregass på Mexicos grense03:05VerdenFire røykfrie uker reduserer risiko ved operasjoner02:01VerdenUSA venter med tolløkning og fortsetter skatteforhandlingen med Frankrike01:56NorgeNytt lungevirus kan spre seg til Norge01:55VerdenNytt lungevirus i Kina kan smitte mellom mennesker01:26NorgePelsdyrbøndene forventer bedre kompensasjon med Frp i opposisjon00:36NorgeMann møtte på legevakta på Romerike med knivskader00:24NorgeFrp-exit kan føre til at KrFs abortseier ryker00:21VerdenOcean Viking får legge til land i Italia23:44NorgeTenåring innlagt på sykehus etter å ha ruset seg på muskatnøtt23:35VerdenPompeo krever slutt på Maduros «tyranni»23:27SportSilje Solberg klar for storklubben Györ etter sesongen23:23VerdenIS ledes av turkmensk iraker23:10SportSilje Solberg klar for storklubben Györ etter sesongen22:43VerdenRakettangrep mot Bagdads grønne sone22:42VerdenSalmonella påvist i 33 tonn kylling fra Polen22:11PolitikkFN-komité advarer mot retur av klimaflyktninger22:08SportØrjan Håskjold Nyland får Genk-spiss som lagkamerat21:56VerdenUvær herjer i deler av Spania21:46SportInter bekrefter bud på Christian Eriksen21:41VerdenHuawei-topp på plass i canadisk domstol21:13SportFlytrøbbel skaper problemer for den norske X-Games-troppen20:54NorgeAlkohol kan ikke selges som «nyheter», mener Helsedirektoratet20:17MotorBilen var splitter ny – men etter to mil kom problemene...20:01PolitikkTrumps advokater kaller riksrettssaken en parodi20:01NorgeTo NTNU-forskere siktet av PST19:58NorgeRotevatn, Asheim og Lindtveit på ønskelista til nye statsrådsposter19:29NorgeKlager inn klima-reklame: – Med på å skape angst hos barn19:28VerdenTrump og Biden på kollisjonskurs19:21VerdenDramatisk kollisjon: Pilotene måtte vaske frontruta for hånd – i lufta18:56Helse og livsstil– Tallene gjør meg bekymret når vi vet hvor viktig kvaliteten på psykisk helsevern er18:42NorgeForsvarssjefen: – Nedskytingen av det ukrainske flyet tyder på at Iran var forberedt på krig18:22PolitikkKlart for debatt om Siv Jensens framtid18:02PolitikkFlere spekulerer på Hareide-comeback17:55PolitikkMoxnes jubler for Frp-exit – håper på flertall mot kraftkabler17:41SportKroatia på sparebluss slo Tsjekkia 22-21 i håndball-EM17:40VerdenEU-ministre vil gjenoppta marinepatruljer i Middelhavet16:49NorgeMann alvorlig skadd i boligbrann i Hønefoss16:24NorgeIkke avklart når Frps statsråder går av16:22MotorNå eksploderer salget av disse bilene16:04VerdenKina: Nytt virus smitter mellom mennesker15:48NorgeStøre: Det borgerlige kaoset er komplett15:34SportThingnes Bø får selskap av tre debutanter i VM i skiskyting15:33PengerKroatisk selskap kjøper Kleven Verft15:10PolitikkListhaugs stikk til farvel: – En dønn upopulær regjering15:01NorgeTerrorsiktet kvinne fortsatt sammen med sine barn14:45ReiseVeksten i den globale turismen sank i fjor14:42SportAbelvik Rød ute av EM, brudd i foten14:16PolitikkSolberg: Ikke mulig for meg å handle av hensyn til ro i regjeringen14:03SportUllevaal utsolgt til Serbia-kampen14:02SportSolskjær-elev uskadd fra bilkrasj13:51PolitikkSV gleder seg over at Frp går ut av regjering13:49VerdenEgypt forlenger unntakstilstand13:41PolitikkTingretten: Skjellig grunn til mistanke om IS-kvinnens deltakelse i terrororganisasjon13:40PolitikkFrp går ut av regjering13:07PolitikkRiksrettssaken mot Trump starter i Senatet13:04NorgeNest varmeste januar i Oslo så langt12:34VerdenTi dømt til døden for bombeangrep i Bangladesh12:33SportSeieren mot Sverige ga EM-topp på TV12:32PolitikkValgforsker: Frp-exit vil være et stort nederlag for Erna Solberg12:08KulturNasjonalmuseets «Selvportrett» av van Gogh er ekte11:59SportCecilia Brækhus: – Det kan bli en verdig avslutning på karrieren11:58SportRuud falt på verdensrankingen11:46SportSki-NM får tilkjørt 4000 kubikkmeter snø: – Det redder oss11:36PolitikkMener Solbergs «moral» har forverret krisen: – Klart det provoserer11:27NorgeStor snøskredfare flere steder i landet11:25KulturNRK reduserer antall regionkontorer11:25SportHaaland med knockout på anerkjent spillerbørs10:29NorgeYoung Bloods-leder tiltalt for drapsforsøk deltok på «oppvaskmøte»10:29NorgeDrapssiktet i Bergen varetektsfengslet i fire uker10:19VerdenFem døde da hotellrom ble oversvømt med kokende vann i Russland09:47VerdenHuawei-topp kjemper mot utlevering til USA09:46NorgeSammenslåtte kommuner ble mer enn doblet i størrelse09:45NorgeIkke rettsmøte for terrorsiktet kvinne (29)09:27VerdenAustralia rammet av giganthagl og massive støvskyer08:44Verden«Afrikas rikeste kvinne» anklages for å ha flådd Angola08:06NorgeMann påkjørt etter trafikkuhell i Tromsø07:46Helse og livsstilMystisk lungevirus har spredt seg til Sør-Korea07:44NorgeTil sammen 27 mindreårige drept de siste ti årene06:42Kultur«Parasite» er første fremmedspråklige film til å vinne gjev SAG-pris06:37Helse og livsstilKina bekrefter 139 nye virustilfeller06:35SportSlik sikrer Norge EM-semifinale allerede mot Island06:30PolitikkStøre vil gjøre Ap til fredsparti06:02NorgeDette skjer i dag05:34NorgeDette skjedde i natt05:32PolitikkSiv Jensen orienterer om Frps fremtid i regjeringen
Populært