Mørkt stof kan ikke ses eller opdages af nogen af vores instrumenter, så hvordan ved vi, at det virkelig eksisterer?
Forestil dig, at universet var en tærte, og du skulle skære den op i velsmagende portioner svarende til, hvilke proportioner hvad er. Den største del af kagen, 68%, ville gå til mørk energi, den mystiske kraft, der accelererer udvidelsen af universet. 27% ville gå til mørkt stof, det mystiske stof, der omgiver galakser og kun interagerer gennem tyngdekraften. Kun 5% af denne tærte ville gå til almindeligt normalt stof, de ting, som stjerner, planeter, gas, støv og mennesker er lavet af.
Mørkt stof har fået dette navn, fordi det ikke ser ud til at interagere med almindeligt stof på nogen måde. Det kolliderer ikke med det eller absorberer energi fra det. Vi kan ikke se det eller opdage det med nogen af vores instrumenter. Vi ved kun, at den er der, fordi vi kan se virkningen af dens tyngdekraft.
Nu siger du måske, hvis vi ikke ved, hvad denne ting er, og vi kan ikke opdage det. Hvordan ved vi, at det rent faktisk er der? Er det ikke sikkert der, ligesom drager? Hvordan ved vi, at mørkt stof faktisk eksisterer, når vi ikke aner, hvad det faktisk er?
Åh, den er der. Faktisk er stort set alt, hvad vi ved, at det eksisterer. Mørkt stof blev først teoretiseret tilbage i 1930'erne af Fritz Zwicky for at redegøre for bevægelsen af galaksehobe, men de moderne beregninger blev lavet af Vera Rubin i 1960'erne og 70'erne. Hun beregnede, at galakser drejede hurtigere, end de burde. Så hurtigt, at de burde rive sig selv fra hinanden som en karusell, der skubber børn ud.
Rubin forestillede sig, at hver galakse sad fast inde i en enorm glorie af mørkt stof, der leverede tyngdekraften til at holde galaksen sammen. Men der var ingen måde at opdage disse ting, så astronomer foreslog andre modeller. Måske virker tyngdekraften ikke, som vi tror, den gør på store afstande.
Men i de sidste par år er astronomer blevet bedre og bedre til at opdage mørkt stof, udelukkende på grund af virkningen af dets tyngdekraft på den vej, som lyset tager, når det krydser universet. Når lys rejser gennem et område af mørkt stof, bliver dets vej forvrænget af tyngdekraften. I stedet for at tage en lige linje, bøjes lyset frem og tilbage afhængigt af hvor meget mørkt stof der passerer igennem.
Og her er den fantastiske del. Astronomer kan derefter kortlægge områder af mørkt stof på himlen blot ved at se på forvrængningerne i lyset og derefter arbejde baglæns for at finde ud af, hvor meget mellemliggende mørkt stof der skal være der for at forårsage det.
Stor Hadron Collider. Kredit: NY Times
Disse teknikker er blevet så sofistikerede, at astronomer har opdaget usædvanlige situationer, hvor galakser og deres mørke stof er blevet fjernet fra hinanden. Eller galakser med mørkt stof, som ikke har nok gas til at danne stjerner. De er bare kæmpe klatter af mørkt stof. Astronomer bruger endda mørkt stof som gravitationslinser til at studere fjernere objekter. De aner ikke, hvad mørkt 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 bliver at forsøge at generere partikler, der matcher karakteristikaene af mørkt stof, som vi forstår det. Selvom 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 videnskaben. Nogen bemærker noget usædvanligt, og så foreslår folk teorier for at forklare det. Den teori, der bedst matcher virkeligheden, anses for at være korrekt. Vi lever i en moderne verden, hvor så mange videnskabelige teorier allerede er blevet bevist i hundreder af år: bakterier, tyngdekraft, evolution osv. Men med mørkt stof er du i live på et tidspunkt, hvor dette er et mysterium. Og hvis vi er heldige, vil vi se det løst inden for vores levetid. Eller måske er der alligevel ikke noget mørkt stof, og vi er ved at lære noget helt nyt om vores univers. Videnskab, det er helt op til dig.
Hvad tror du mørkt stof er? Fortæl os i kommentarerne nedenfor.
Podcast (lyd): Hent (Varighed: 4:46 — 4,4 MB)
Abonner: Apple Podcasts | RSS
Podcast (video): Hent (Varighed: 5:09 — 60,1 MB)
Abonner: Apple Podcasts | RSS