HVORDAN VED VI, AT DER FINDES MøRKE SPøRGSMåL?

Send

Mørkt stof kan ikke ses eller opdages af nogen af vores instrumenter, så hvordan ved vi, at det virkelig findes?

Forestil dig, at universet var en cirkel, og du skulle skive den op i velsmagende portioner, der svarer til, hvad proportioner er hvad. Den største del af kagen, 68% ville gå til mørk energi, den mystiske kraft, der fremskynder universets udvidelse. 27% ville gå til mørkt stof, den mystiske stof, der omgiver galakser og kun interagerer gennem tyngdekraften. Kun 5% af denne cirkel ville gå til almindeligt normalt stof, de ting, som stjerner, planeter, gas, støv og mennesker er lavet af.

Mørk stof har fået dette navn, fordi det ikke ser ud til at interagere med almindelig stof på nogen måde. Det kolliderer ikke med det eller absorberer energi fra det. Vi kan ikke se det eller registrere det med nogen af vores instrumenter. Vi ved kun, at det er der, fordi vi kan se effekten af dens tyngdekraft.

Nu siger du måske, hvis vi ikke ved, hvad denne ting er, og vi ikke kan opdage den. Hvordan ved vi, at det faktisk er der? Er det sandsynligvis ikke der, som drager? Hvordan ved vi, at mørkt stof faktisk findes, når vi ikke har nogen idé om, hvad det faktisk er?

Åh, den er der. Faktisk er næsten alt, hvad vi ved, at det eksisterer. Mørk materie blev først teoretiseret tilbage i 1930'erne af Fritz Zwicky for at redegøre for bevægelsen af galakse-klynger, men de moderne beregninger blev foretaget af Vera Rubin i 1960'erne og 70'erne. Hun beregnet, at galakser snurrede hurtigere, end de skulle. Så hurtigt at de skulle rive sig fra hinanden som en lystig runde, der udsætter børn.

Rubin forestillede sig, at enhver galakse blev sat fast i en enorm glorie af mørkt stof, der leverede tyngdekraften til at holde galaksen sammen. Men der var ingen måde at faktisk registrere disse ting, så astronomer foreslog andre modeller. Måske virker tyngdekraften ikke, som vi tror, den gør i store afstande.

Men i de sidste par år er astronomer blevet bedre og bedre til at opdage mørkt stof, kun om virkningen af dens tyngdekraft på den sti, som lys tager, når det krydser universet. Når lys bevæger sig gennem et område med mørkt stof, bliver dens sti forvrænget af tyngdekraften. I stedet for at tage en lige linje, bøjes lyset frem og tilbage afhængigt af hvor meget mørkt stof der passerer.

Og her er den fantastiske del. Astronomer kan derefter kortlægge regioner med mørk stof på himlen bare ved at se på forvrængningerne i lyset og derefter arbejde baglæns for at finde ud af, hvor meget mellemliggende mørk stof der skal til for at forårsage det.

Disse teknikker er blevet så sofistikerede, at astronomer har opdaget usædvanlige situationer, hvor galakser og deres mørke stof er blevet fjernet fra hinanden. Eller mørke stof-galakser, som ikke har nok gas til at danne stjerner. De er bare kæmpe klatter af mørk stof. Astronomer bruger endda mørkt stof som gravitationslinser til at studere fjernere objekter. De har ingen idé om, hvad mørk stof er, men de kan stadig bruge det som et teleskop.

De har aldrig fanget en mørk stofpartikel og har ikke studeret dem i laboratoriet. En af Large Hadron Colliders næste opgaver vil være at prøve at generere partikler, der matcher egenskaberne ved mørkt stof, når vi forstår det. Selv hvis LHC faktisk ikke skaber mørkt stof, vil det hjælpe med at indsnævre de nuværende teorier og forhåbentlig hjælpe fysikere med at fokusere på den sande natur af dette mysterium.

Sådan fungerer videnskab. Nogen bemærker noget usædvanligt, og så foreslår folk teorier for at forklare det. Teorien, der bedst matcher virkeligheden, betragtes som korrekt. Vi lever i en moderne verden, hvor der allerede er bevist så mange videnskabelige teorier i hundreder af år: bakterier, tyngdekraft, evolution osv. Men med mørk stof, lever du på et tidspunkt, hvor dette er et mysterium. Og hvis vi er heldige, ser vi det løses i vores levetid. Eller måske er der slet ikke noget mørkt stof, og vi er ved at lære noget helt nyt om vores univers. Videnskab, det er alt op til dig.