Mørk materie vs. mørk energi — hvilken er viktigst?

95% av universet er usynlig

I skolen lærer vi at universet består av atomer, planeter, stjerner og galakser. Det som er ironisk, er at alt dette bare utgjør 5% av universet. De resterende 95% kalles «mørk materie» og «mørk energi» — og vi vet nærmest ingenting om det.

Mørk materie ble først foreslått på 1930-tallet da astronomen Fritz Zwicky la merke til at galakser beveget seg raskere enn de burde, basert på det synlige stoffet. Noe usynlig må holde dem sammen. Mørk energi kom senere, oppdaget i 1998, da man fant at universets utvidelse akselererte.

Men hvilket av disse mysteriene er viktigst? La oss sammenligne dem og forstå hvilken kraft som faktisk styrer skjebnen til universet.

Mørk materie — universet's usynlige arkitektur

Mørk materie utgjør omkring 27% av universet. Det er stoff som ikke utsender lys, og som vi ikke kan se direkte. Det kan være WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles), aksioner, eller noe vi ennå ikke har oppdaget. Vi vet den finnes fordi av gravitasjonell påvirkning på ting rundt den.

Tanken på mørk materie er at den fungerer som en slags «usynlig lim» som holder galakser sammen. Uten mørk materie ville galaksene våre spre seg til fragmenter på grunn av disse enorme hastigheter. Det er som om universet henger sammen av en usynlig kraft.

Hva gjør mørk materie viktig? Den bestemmer strukturen på universet — hvordan galakser dannes, hvordan de grupperer seg, og hvordan materien fordeler seg. Uten å forstå mørk materie, kan vi ikke forstå hvordan det universet vi ser, oppsto.

Mørk energi — kraften som presser universet fra hverandre

Mørk energi utgjør omkring 68% av universet. Det er ikke materie — det er noe helt annet. Det oppfører seg som en slags «anti-gravitasjon» som presser universet fra hverandre, og gjør at universets utvidelse akselererer. Jo lenger tid som går, jo raskere ekspanderer universet.

Noen fysikere mener mørk energi er «kosmologisk konstant» — en konstant energi fordelt gjennom rommet. Andre mener det er noe vi ikke har forstått ennå, kalt «kvintessens». Vi vet egentlig ikke hva mørk energi er, bare at den eksisterer.

Hva gjør mørk energi viktig? Det bestemmer universets øde. Hvis mørk energi fortsetter å dominere, vil universet ekspandere forever, stadig raskere. Til slutt vil alt — stjerner, galakser, atomer — bli spredt så langt fra hverandre at ingenting kan påvirke hverandre. Det er det som kalles «Big Rip» — en endeløs, stillefryd ekspansjon.

Tall og trender

Mørk materie og mørk energi dominerer universet helt — og vi forstår begge dårlig.

Hva er så viktigst — materie eller energi?

Mørk materie påvirker universet på lokalt nivå. Det holder galakser sammen, det danner gravitasjonelle «web» som organiser materien. Uten mørk materie ville vi ikke eksistere — galaxen vår ville ikke holde sammen, og planeten vår ville ikke dannes.

Mørk energi påvirker universet på globalt nivå. Det bestemmer hvordan universet ekspanderer, og derfor universets langsiktige skjebne. Det påvirker ikke direkte galaksedannelse, men det påvirker tidsrommet som alt skjer i.

Hvis du spør en kosmolog: hvilken er viktigere, får du forskjellig svar avhengig av perspektiv. Fra posisjonen «hva påvirker oss her og nå?» er mørk materie viktigere — det bestemmer gravitasjonen rundt oss. Fra posisjonen «hva bestemmer universets skjebne?» er mørk energi viktigere — det bestemmer om universet varer for alltid eller ikke.

En bedre spørsmål er kanskje: hva trenger vi å forstå først? Og svaret er trolig mørk materie, fordi vi har flere tangible måter å studere den på. Gravitasjon fra mørk materie påvirker lysabsorpsjon og røntgenstråling. Mørk energi er så uniformt fordelt at det er vanskeligere å oppdage og studere direkte.

Hva kommer neste gang?

I de kommende årene vil telescoper som James Webb Space Telescope og neste generasjons gravitasjonsbølgedetektorer gi oss nye data. Vi håper å finne direkte bevis på mørk materie-partikler, eller å avklare hva mørk energi egentlig er.

Det som imidlertid er klart, er at både mørk materie og mørk energi er blant fysikkens største åpne spørsmål. Vi lever faktisk i et univers som vi forstår mindre enn 5% av. Og det er både ydmykende og inspirerende.

Kanskje er det neste store oppdagelsen i fysikk rett rundt hjørnet — en oppdagelse som vil forklare både mørk materie og mørk energi på en gang. Og da vil vi plutselig forstå universe veldig annerledes enn vi gjør i dag.