Mørk materie eller mørk energi: Det usynlige univers

Universet som vi ikke kjenner

Ta en sekund og tenk på dette: Alt vi kan se – stjerner, planeter, mennesker, deg selv – utgjør bare 5 prosent av universet. De resterende 95 prosentene består av noe vi ikke kan se, ikke fullt ut forstår, og bare knapt kan detektere. Det er kanskje univers-vitenskapens største mysterium, og forskere har brukt tiår på å prøve å finne ut hva det faktisk er.

Mørk materie og mørk energi er de to største aktørene i denne mørke delen av kosmos. De har helt ulike egenskaper og oppfører seg på helt ulike måter, men begge utfordrer alt vi tror vi vet om fysikk og astronomi.

Mørk materie: Univers-klisteret

Mørk materie fungerer som et slags gravitasjonelt lim for universet. Når astronomer observerer hvordan galakser roterer, finner de noe rart: stjernene beveger seg for fort. I følge Newtons fysikk burde de ha flyg vekk for lenge siden, men de gjør det ikke. Løsningen? Det må være mye mer materie der ute – materie vi ikke kan se fordi den ikke sender ut lys.

Mørk materie er faktisk fem ganger mer abundant enn vanlig materie i universet. Den dannes ikke som atomer som du og jeg – den er noe annet helt. Partikler som WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) og axions er kandidater, men vi har ikke engang klart å detektere dem direkte ennå. Det er som å lene deg på noe du ikke kan se eller røre ved.

Tall og trender

Universet ekspanderer raskere og raskere – og vi vet nå at det skyldes mørk energi. Over 68 prosent av universet består av mørk energi, mens 27 prosent er mørk materie, og bare 5 prosent er den vanlige materien som gjør oppmerksomhet. Siden 1998, da mørk energi ble oppdaget ved observasjoner av fjerne supernovaer, har tusenvis av forskere arbeidet på å forstå fenomenet. Inntil i dag er det fortsatt uløst.

Mørk energi: Univers-drivkraften

Mens mørk materie trekker ting sammen (tyngdekraft), driver mørk energi ting fra hverandre. Den får universet til å ekspandere raskere og raskere, som om noe usett dyttet på alle galakser og fikk dem til å flyve fra hverandre. Denne oppdagelsen kom som et sjokk for astronomer – universets ekspansjon burde være avtagende, ikke økende. Hva er mørk energi? Vi vet ikke. Det kan være en kosmologisk konstant (Einsteins lambda), eller det kan være noe helt tredje som fysikerne ikke har tenkt på ennå.

"Mørk materie og mørk energi representerer kanskje menneskehetens største erkjennelse av vår egen uvitenhet. Vi har kartlagt 95 prosent av universet – og vi forstår det ikke i det hele tatt."

Hvorfor er de så vanskelig å finne?

Mørk materie sendte ikke ut lys, så du kan ikke se den med teleskoper. Du kan bare se dens gravitasjonelle innflytelse på det som skjer omkring den – hvordan den bøyer lyset fra fjerne galakser (gravitational lensing), og hvordan stjerner beveger seg. For å detektere mørk materie direkte, må fysikere bygge enorme, meget sensitive detektorer dyp under jorden, beskyttet fra kosmisk stråling.

Mørk energi er enda vanskeligere fordi vi ikke vet hva vi skal lete etter. Det er ikke en partikkel som mørk materie – det kan være en egen eienskap av rommet selv. Hvis det er en konstant, kan den ikke forandre seg, og det gjør den ekstra hard å studere.

Fremtid og nye instrumenter

Kommende instrumenter som James Webb Space Telescope og neste-generasjons teleskoper lover ny innsikt i både mørk materie og mørk energi. Ved å studere fjerne galakser og univers-historien, kan astronomer stille nye spørsmål og kanskje til slutt finne svar.

For nå må vi leve med mysteriet. Nesten 95 prosent av alt som finnes er fremdeles mørkt, ukjent og uuttalt. Det er samtidig ett av vitenskapens vareste frontiere – og kanskje det mest inspirerende beviset på hvor mye vi fortsatt har å lære.