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.

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
14:21 En ungdom er siktet for å ha hacket Dagbladet, opplyser politiet14:17 Jakob Ingebrigtsen satte ny norgesrekord14:03 Innbruddstyv med eget knep herjet i Norge i 19 dager – nå er han tatt13:31 Tyrkia og SDF anklager hverandre for avtalebrudd13:09 Mange omkom da demning brøt sammen i Russland13:07 Helseminister Høie kraftig ut mot homohets12:54 Fem barn involvert i frontkollisjon i Tromsø12:17 Redningsaksjon i Kragerø avsluttet uten funn11:49 NRK: Over 9.000 brudd på arbeidsmiljøloven i helseetaten i Oslo de fire siste årene11:46 Hva er det med diktatorer og hester?11:01 Politiet advarer mot utpressingsmail10:02 Bevegelser i jordskjelvforkastning i California skaper bekymring09:52 USA skjerper sanksjonene mot Cuba09:45 Edel-Marie Haukland valgt til leder i KrFU09:34 Europris tilbakekaller tyggebein til hund etter plastfunn08:22 LO slår alarm: Piloter jobber halve døgnet08:02 Solberg: Oslo-regionen er overrepresentert i offentlige utvalg og styrer08:02 Broren til Honduras' president dømt for narkotikasmugling08:00 Tarik i intens svensk gullkamp: – Det er helt åpent07:53 Politiet søker etter tre personer etter voldshendelse på Ammerud07:31 Mange omkom da demning brøt sammen i Russland07:20 Trump håper å få i havn handelsavtale med Kina i november07:05 Rapport: Sivilforsvaret vil ikke kunne gjennomføre evakuering ved krig06:35 Unntakstilstand i Santiago etter voldsomme demonstrasjoner06:13 Johnson sier at en avtale vil forene Storbritannia06:07 Dette skjer i dag05:40 Kvinne slått og ranet i Oslo05:30 Dette skjedde i natt04:40 Arbeidstilsynet skal møte Espresso House04:14 Fellesforbundet vil trekke støtten til Tankesmien Agenda03:29 Politiet: Mye uprovosert vold i Oslo03:15 Demokratene vil stoppe Trumps G7-planer på privat golfklubb03:11 Mann til sykehus etter voldshendelse i Eidsvoll02:43 Biden gjør byks på måling02:11 Perry vil ikke overlevere dokumenter i riksrettssaken01:53 Vestland må kutte en halv milliard01:38 Fire menn skadd i trafikkulykke i Bergen01:29 Opptøyer i Libanon: Utløst av forslag om daglig avgift på 1,8 kroner00:30 FN fordømmer angrep under fredagsbønn i Afghanistan00:29 Flere kommuner kan ha valgt ordfører på feil vis00:03 Trump har nominert ny energiminister22:28 Flere kommuner kan ha valgt ordfører på feil vis21:47 Kina kritiserer Venstre-topp for å ha nominert Hongkong-demonstranter til fredsprisen21:45 Kvinne dømt for drapsforsøk på datterens kjæreste21:42 Ny avtale med EU gjør det lettere å utlevere norske forbrytere20:41 Dokument antyder at Boeing-pilot oppdaget Max-problemer i 201620:39 Bulgarias trener gir seg etter rasismeskandalen20:38 Macron langer ut mot NATOs håndtering av Tyrkias militæroffensiv20:36 Mann i 20-årene fengslet etter funn av overgrepsmateriale19:44 Flesket til mot rødgrønne: «Vil helst bo i huler, spise gress og slutte med sex»19:20 Britta (65) skal ha svindlet for 140 millioner – feriehuset tvangssolgt for småpenger19:01 Skogsområdet hadde stått i fred i om lag 130 år. I løpet av tre dager ble det snauhogd18:45 Mann dømt til fire års fengsel for å ha voldtatt beruset kollega18:40 Hundretusenvis protesterer i Barcelona17:45 Tyrkia anklages for krigsforbrytelser og brudd på våpenhvile17:31 Kjedekollisjon på E18 i Asker: Fire biler involvert17:17 Tollere gjorde storbeslag av piller på Gardermoen17:08 Senterpartiet rykker fram blant LO-medlemmer17:03 Pastor dømt til fengsel for overgrep mot 13-åring16:42 Kvinnelige astronauter skaper historie med sin første romvandring16:15 Kong Harald til Old Trafford, skal se Manchester United – Liverpool15:48 Tilbakekaller karbonadedeig etter plastfunn15:45 Tusk: Våpenhvile i Syria er et krav om kurdisk kapitulasjon15:44 Sælnes suspendert, Shenzhen i fritt fall i Kina15:32 Redaktørforeningen: – Märtha Louise bør tenke seg om15:17 65.000 lovbrudd ved sykehjemmene i Oslo14:27 Norwegian selger fem Boeing-fly14:26 Ap-nestor vil samarbeide med MDG14:07 Sjåfør frifunnet etter at syklist omkom etter påkjørsel14:06 Kvinne dømt for 47 nettbedragerier14:01 Klopp spøkte om Solskjær før storkampen14:00 EU varsler mottiltak som svar på amerikansk straffetoll13:46 Oslo Venstre heier på Rotevatn og Melby13:45 Nær 30 drept i angrep mot afghansk moské13:44 Oljefondets verdi nærmer seg 10.000 milliarder13:33 Keshvari: – En av de mest skambelagte dagene i mitt liv13:11 Pengeregn i Kitzbühel: Jansrud og Kristoffersen kan tjene én million kroner hver12:55 El Clásico utsatt på grunn av uroligheter i Barcelona12:55 Islamist fikk skjerpet straff for trusler mot Abid Raja12:28 Fem ganger mer radioaktivitet i villrein på grunn av sopp12:27 Puigdemont har meldt seg for belgisk påtalemyndighet12:03 Mazyar Keshvari melder seg ut av Frp11:44 Katalanske demonstranter sperrer grenseoverganger11:42 Hemmelighetsfull Solskjær før Liverpool-duellen11:14 Åpner tilsyn mot Oslo kommune etter 15.000 brudd på arbeidsmiljøloven11:10 Oslo: Minst fem gutter siktet etter knivstikking10:48 Klager på urin på Gardermoen: – Flau på nordmenns vegne10:28 Norske Skog tilbake på Oslo Børs10:14 Professor slakter Folkehelse­instituttets snusrapport09:49 Johnsons kamp om Parlamentet er i gang09:46 Kan utenlandske krefter ha påvirket det norske kommunevalget?09:40 Politiet sikrer spor etter mulig hackerangrep mot Dagbladet09:39 Amnesty anklager Tyrkia for krigsforbrytelser i Syria09:08 Ap-politiker mener Dale ignorerer henne08:53 DNB-tjenester fungerer igjen08:50 Gull til Norge: Historien om kommentatorene08:16 Semb så Ødegaard briljere allerede som 14-åring: – Han blir høyst trolig en europeisk toppstjerne07:54 Politiet har brukt adgangen til datainnbrudd åtte ganger07:52 Kampene fortsetter i syrisk grenseby07:14 Sp reagerer på kutt i politiutdanningen i Oslo
Siste nytt
14:21NorgeEn ungdom er siktet for å ha hacket Dagbladet, opplyser politiet14:17SportJakob Ingebrigtsen satte ny norgesrekord14:03NorgeInnbruddstyv med eget knep herjet i Norge i 19 dager – nå er han tatt13:31VerdenTyrkia og SDF anklager hverandre for avtalebrudd13:09VerdenMange omkom da demning brøt sammen i Russland13:07NorgeHelseminister Høie kraftig ut mot homohets12:54NorgeFem barn involvert i frontkollisjon i Tromsø12:17NorgeRedningsaksjon i Kragerø avsluttet uten funn11:49NorgeNRK: Over 9.000 brudd på arbeidsmiljøloven i helseetaten i Oslo de fire siste årene11:46PolitikkHva er det med diktatorer og hester?11:01NorgePolitiet advarer mot utpressingsmail10:02VerdenBevegelser i jordskjelvforkastning i California skaper bekymring09:52VerdenUSA skjerper sanksjonene mot Cuba09:45PolitikkEdel-Marie Haukland valgt til leder i KrFU09:34NorgeEuropris tilbakekaller tyggebein til hund etter plastfunn08:22NorgeLO slår alarm: Piloter jobber halve døgnet08:02NorgeSolberg: Oslo-regionen er overrepresentert i offentlige utvalg og styrer08:02VerdenBroren til Honduras' president dømt for narkotikasmugling08:00SportTarik i intens svensk gullkamp: – Det er helt åpent07:53NorgePolitiet søker etter tre personer etter voldshendelse på Ammerud07:31VerdenMange omkom da demning brøt sammen i Russland07:20VerdenTrump håper å få i havn handelsavtale med Kina i november07:05NorgeRapport: Sivilforsvaret vil ikke kunne gjennomføre evakuering ved krig06:35VerdenUnntakstilstand i Santiago etter voldsomme demonstrasjoner06:13VerdenJohnson sier at en avtale vil forene Storbritannia06:07NorgeDette skjer i dag05:40NorgeKvinne slått og ranet i Oslo05:30NorgeDette skjedde i natt04:40NorgeArbeidstilsynet skal møte Espresso House04:14NorgeFellesforbundet vil trekke støtten til Tankesmien Agenda03:29NorgePolitiet: Mye uprovosert vold i Oslo03:15VerdenDemokratene vil stoppe Trumps G7-planer på privat golfklubb03:11NorgeMann til sykehus etter voldshendelse i Eidsvoll02:43VerdenBiden gjør byks på måling02:11VerdenPerry vil ikke overlevere dokumenter i riksrettssaken01:53NorgeVestland må kutte en halv milliard01:38NorgeFire menn skadd i trafikkulykke i Bergen01:29VerdenOpptøyer i Libanon: Utløst av forslag om daglig avgift på 1,8 kroner00:30VerdenFN fordømmer angrep under fredagsbønn i Afghanistan00:29NorgeFlere kommuner kan ha valgt ordfører på feil vis00:03VerdenTrump har nominert ny energiminister22:28PolitikkFlere kommuner kan ha valgt ordfører på feil vis21:47PolitikkKina kritiserer Venstre-topp for å ha nominert Hongkong-demonstranter til fredsprisen21:45NorgeKvinne dømt for drapsforsøk på datterens kjæreste21:42PolitikkNy avtale med EU gjør det lettere å utlevere norske forbrytere20:41VerdenDokument antyder at Boeing-pilot oppdaget Max-problemer i 201620:39SportBulgarias trener gir seg etter rasismeskandalen20:38VerdenMacron langer ut mot NATOs håndtering av Tyrkias militæroffensiv20:36NorgeMann i 20-årene fengslet etter funn av overgrepsmateriale19:44MotorFlesket til mot rødgrønne: «Vil helst bo i huler, spise gress og slutte med sex»19:20PengerBritta (65) skal ha svindlet for 140 millioner – feriehuset tvangssolgt for småpenger19:01NorgeSkogsområdet hadde stått i fred i om lag 130 år. I løpet av tre dager ble det snauhogd18:45NorgeMann dømt til fire års fengsel for å ha voldtatt beruset kollega18:40VerdenHundretusenvis protesterer i Barcelona17:45VerdenTyrkia anklages for krigsforbrytelser og brudd på våpenhvile17:31NorgeKjedekollisjon på E18 i Asker: Fire biler involvert17:17NorgeTollere gjorde storbeslag av piller på Gardermoen17:08PolitikkSenterpartiet rykker fram blant LO-medlemmer17:03NorgePastor dømt til fengsel for overgrep mot 13-åring16:42VerdenKvinnelige astronauter skaper historie med sin første romvandring16:15SportKong Harald til Old Trafford, skal se Manchester United – Liverpool15:48NorgeTilbakekaller karbonadedeig etter plastfunn15:45VerdenTusk: Våpenhvile i Syria er et krav om kurdisk kapitulasjon15:44SportSælnes suspendert, Shenzhen i fritt fall i Kina15:32NorgeRedaktørforeningen: – Märtha Louise bør tenke seg om15:17Norge65.000 lovbrudd ved sykehjemmene i Oslo14:27PengerNorwegian selger fem Boeing-fly14:26PolitikkAp-nestor vil samarbeide med MDG14:07NorgeSjåfør frifunnet etter at syklist omkom etter påkjørsel14:06PengerKvinne dømt for 47 nettbedragerier14:01SportKlopp spøkte om Solskjær før storkampen14:00PengerEU varsler mottiltak som svar på amerikansk straffetoll13:46PolitikkOslo Venstre heier på Rotevatn og Melby13:45VerdenNær 30 drept i angrep mot afghansk moské13:44PengerOljefondets verdi nærmer seg 10.000 milliarder13:33PolitikkKeshvari: – En av de mest skambelagte dagene i mitt liv13:11SportPengeregn i Kitzbühel: Jansrud og Kristoffersen kan tjene én million kroner hver12:55SportEl Clásico utsatt på grunn av uroligheter i Barcelona12:55NorgeIslamist fikk skjerpet straff for trusler mot Abid Raja12:28NorgeFem ganger mer radioaktivitet i villrein på grunn av sopp12:27VerdenPuigdemont har meldt seg for belgisk påtalemyndighet12:03PolitikkMazyar Keshvari melder seg ut av Frp11:44VerdenKatalanske demonstranter sperrer grenseoverganger11:42SportHemmelighetsfull Solskjær før Liverpool-duellen11:14NorgeÅpner tilsyn mot Oslo kommune etter 15.000 brudd på arbeidsmiljøloven11:10NorgeOslo: Minst fem gutter siktet etter knivstikking10:48ReiseKlager på urin på Gardermoen: – Flau på nordmenns vegne10:28PengerNorske Skog tilbake på Oslo Børs10:14Helse og livsstilProfessor slakter Folkehelse­instituttets snusrapport09:49PolitikkJohnsons kamp om Parlamentet er i gang09:46PolitikkKan utenlandske krefter ha påvirket det norske kommunevalget?09:40KulturPolitiet sikrer spor etter mulig hackerangrep mot Dagbladet09:39VerdenAmnesty anklager Tyrkia for krigsforbrytelser i Syria09:08PolitikkAp-politiker mener Dale ignorerer henne08:53NorgeDNB-tjenester fungerer igjen08:50SportGull til Norge: Historien om kommentatorene08:16SportSemb så Ødegaard briljere allerede som 14-åring: – Han blir høyst trolig en europeisk toppstjerne07:54NorgePolitiet har brukt adgangen til datainnbrudd åtte ganger07:52VerdenKampene fortsetter i syrisk grenseby07:14NorgeSp reagerer på kutt i politiutdanningen i Oslo
Populært