Hva er mørk materie?

Det som vi ikke kan se, bestemmer alt

Når astronomer kikker ut i universet, ser de stjerner, planeter og galakser. Men når de beregner hvor fort disse objektene beveger seg, matcher ikke matematikken. Stjernene beveger seg for fort – så fort at de burde fly ut av galaksene sine.

Den usynlige kraften kalles mørk materie, og den utgjør 85 % av alt stoff i universet. Vi vet at det finnes fordi vi ser effektene, men vi vet ikke hva det er. Det er en av de største mysteriene i fysikken.

Historien: Fra problem til mysterium

I 1933 observerte astronomen Fritz Zwicky at galakser bevegde seg raskere enn de burde kunne. Han konkluderte at det måtte være usynlig materie. I flere tiår ble resultatet hans ignorert. Mange trodde det var en feil.

På 1970-tallet observerte Vera Rubin det samme fenomenet med spiralgalaksers rotasjon. Med mer nøyaktig data viste det seg at Zwicky hadde rett. Det måtte finnes materie vi ikke kunne se.

Siden da har astronomer prøvd å finne ut hva mørk materie faktisk er. De har gjort måling etter måling, teorier etter teorier, men svaret holder seg unna.

Tall og trender

Av alt stoff i universet er bare 5 % såkaldt 'baryon materie' – det som stjerner og mennesker består av. 27 % er mørk materie, og hele 68 % er mørk energi. Mennesker og alt vi kan se utgjør mindre enn 5 % av universet.

Hva kan mørk materie være?

Den mest populære kandidaten kalles WIMPs – Weakly Interacting Massive Particles. Dette er hypotetiske partikler som nesten ikke interagerer med normal materie, men som har masse og tyngdekraft.

En annen teori sier at mørk materie kan bestå av axioner – uendelig små partikler. En tredje antyder primitive sorte hull fra universet tidlige fase. Det kan også være at mørk materie ikke er materie i det hele tatt.

Hvordan søker vi etter det?

Forskere bygger store underjordiske detektorer, gjemst dypt i fjellene for å beskytte mot kosmisk stråling. Disse søker etter tegn på mørk materie-partikler som passerer gjennom dem. Så langt har ingen eksperiment oppdaget en enkelt partikkel.

Et annet søkesikk er å bruke teleskoper og måle hvordan lyset fra fjerne galakser blir avbøyd av mørk materie. Ved å kartlegge dette mønsteret, kan astronomer 'se' mørk materie indirekte.

JWST har allerede funnet tegn på at første galakser dannet seg raskere enn teoriene tillot – noe som kan være knyttet til mørk materie.

Fra kosmolog

"Mørk materie er både et av astronomiens største problemer og største muligheter. Løsningen vil stille oss overfor helt ny fysikk, noe som kan forklare mange ting vi ikke forstår."