Viten

Universet slik vi kjenner det ville ikke eksistert uten usynlig mørk materie

Mesteparten av det som finnes i universet, kan ingen se eller føle

Malstrømgalaksen M51 ville ikke hatt sin spektakulære form uten materien vi hverken kan se eller føle. NASA/ESA

  • Anna Kathinka Dalland Evans
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Alt det vi ser rundt oss, hver dag og hver natt, er laget av materie: kroppen vår, smarttelefoner, eiketrær, solen, månen og stjernene på nattehimmelen.Materie er bygget opp av partikler som har det som fysikere kaller masse. Alt som har masse, trekker på andre ting som har masse. Det er dette som er tyngdekraften.

Jeg og iPhonen min tiltrekker hverandre altså rent fysisk, selv om jeg dessverre ikke kan skylde på tyngdekraften hvis hånden min dras mot telefonen altfor mange ganger i løpet av en dag. Hvis telefonen derimot skulle dette i gulvet med et brak, da merker jeg at jordkloden trekker på den. Hardt.

Det meste er usynlig

Ute i universet finnes det en usynlig tilstedeværelse, som også trekker på ting som har masse. Astronomene kaller den mørk materie, og det finnes mye av den. Uten tyngdekreftene fra den mørke materien ville ikke universet ha sett ut som det gjør. Galakser og galaksehoper ville ikke en gang ha eksistert.

Vi legger ikke merke til den mørke materien i vårt vanlige liv på kontoret eller i sofaen hjemme, men astronomene merker dens nærvær overalt i universet. Det finnes faktisk mye mer av den mørke materien enn det finnes lysende materie som vi kan se.

Flere måter å være usynlig på

Lys er elektromagnetisk stråling som sendes ut fra stjerner, galakser, kvasarer, gasskyer og andre eksotiske, skinnende ting i universet. Ting som vi kan se, sender enten ut lys på egen hånd eller reflekterer lys fra et annet sted.

En måte å være usynlig på er å sende ut en type stråling som vi ikke kan se med øynene våre. Ved hjelp av apparater og teleskoper, enten på bakken eller oppe i bane rundt jordkloden, kan vi registrere denne typen stråling likevel.

Hubble-teleskopet går i bane rundt Jorden, og er at av de nyttigste verktøyene vi har for å forstå både vårt eget og andre univers. NASA

En annen måte å være usynlig på er å sende ut lys som er veldig svakt og dermed vanskelig å oppdage. Heldigvis finnes det måter å beregne hvor mye det kan være i universet av ting som lyser for svakt til å bli oppdaget. Det viser seg at det ikke finnes på langt nær tilstrekkelige mengder med ting i universet som lyser svakt, til at det skal klare å gjøre alt det vi registrerer at den mørke materien gjør.En tredje måte å være usynlig på er å ikke ville ha noe med noen type stråling å gjøre i det hele tatt. Det er på denne måten den mørke materien er usynlig. Navnet mørk materie er egentlig misvisende. For den mørke materien er ikke mørk, den er komplett og fullstendig usynlig. Den mørke, usynlige materien sender ikke ut, absorberer ikke og reflekterer ikke noen type stråling.

Materie som går gjennom vegger

Mørk materie er helt ulikt noe annet stoff vi vet om. Ikke bare er den usynlig, den merker heller ikke noe til den vanlige materien. Bevisene for at mørk materie eksisterer, er indirekte: De kommer fra at mørk materie påvirker andre ting som vi kan se.

Beregninger viser at det finnes fem ganger så mye mørk materie som det finnes såkalt vanlig materie. Mesteparten av det som finnes i universet, kan altså ingen se eller føle.

Og i mørket binde dem

La oss vende blikket utover i verdensrommet. Sterke teleskoper kan vise oss fantastisk detaljerte bilder av spiralgalakser – enorme samlinger av stjerner og støv – som dreier rundt og rundt. S

ett i synlig lys har de fleste spiralgalakser en kjerne der flere tusen stjerner ligger ekstra tett sammen. Rundt denne sentrale superstjerneklumpen strekker galaksen seg ut og rundt i en flat skive som kan være noen hundre tusen lysår i diameter.

Alle stjernene i galaksen går i bane rundt det lysende senteret, som et slags forstørret solsystem.

Spralgalaksen med det fengende navnet NGC 1300 skjuler mange mysterier. NASA/ESA

Spiralgalaksene skjuler et usynlig mysterium. Når astronomer måler hastighetene til de enkelte stjernene, finner de at stjernene i de ytterste banene, lengst fra sentrum av galaksen, har altfor stor fart til at tyngdekreftene fra den lysende materien alene kan klare å holde dem på plass.Stjernenes dans rundt sentrum av galaksen ville utartet til det reneste kaos om det ikke hadde vært for den mørke materien som holder dem på plass. Den synlige galaksen er altså trygt plassert inni en gigantisk, usynlig mørk materie-ball.

Kunsten å veie en galaksehop

På sin ferd gjennom universet vil lysstråler fra fjerne galakser bli avbøyd dersom de passerer gjennom et område med sterke tyngdekrefter. Et slikt område kan for eksempel være en galaksehop, som er en gruppe med opptil 1000 galakser. Avbøyningen gjør at galaksehopen fungerer som en linse, en gravitasjonslinse. Resultatet er at vi ser forvrengte bilder av de galaksene som ligger bak galaksehopen.

Galaksehopen Stephans kvintett er en av de vi har studert mest. Før trodde vi at den besto av fem galakser, nå vet vi at en av dem egentlig er langt, langt nærmere oss enn bildene tilsier. NASA/ESA

Denne linseeffekten kan brukes til å finne ut hvor mye total masse, både synlig og usynlig, det er i en galaksehop. Astronomer kan måle styrken på forvrengningen av galaksebildene og dermed beregne hvor sterke tyngdekrefter som må ha vært i sving for å skape forvrengningene.Tyngdekreftene bryr seg nemlig ikke om materien de kommer fra er usynlig eller ikke.

Det viser seg at den totale massen for en typisk galaksehop, beregnet fra slike gravitasjonslinsemålinger, er svært mye større enn den massen som finnes i de synlige galaksene. Også galaksehoper består altså for det meste av mørk, usynlig materie.

Universets usynlige spindelvev

Astronomer verden over arbeider med å kartlegge hvordan den mørke materien fordeler seg utover i universet. Til denne jobben bruker de studier av gravitasjonslinsing, og i datamaskiner bygger de kunstige modeller av den mørke materien.

Å kartlegge det usynlige universet er et møysommelig arbeid. Kartet som etter hvert har blitt bygget opp over fordelingen av den mørke materien i universet, viser et gigantisk spindelvev som strekker seg mellom galakser og galaksehoper i lange tråder. Noen steder kommer flere tråder sammen, andre steder er det tommere og åpnere områder.

Det meste av universet er usynlig. At vi ikke kan se det, betyr likevel ikke at vi ikke kan oppdage det. Når lysstråler fra verdensrommet blir analysert med astronomenes verktøy, kan de avsløre mye om den stjernen eller galaksen som lyset kommer fra. Gjennom gravitasjonslinseeffekten bærer lyset også med seg informasjon om hva som har skjedd med det på vei hit til jorden.

Ved å studere lyset på ulike måter finner astronomene ut stadig mer om universets enorme kosmiske spindelvev av mørk materie.

Vet du hva som kreves av de som får lov til å reise ut i verdensrommet?

  1. Les også

    Hun er en jagerpilot med grader i rakettdrivstoff og aeronautikk som lærte seg kinesisk for moros skyld

  2. Les også

    Elon Musk sikter mot stjernene

  3. Les også

    Nordlys over Oslo

  4. Les også

    Danske ut i rommet, norsk astronaut er helt i det blå

Relevante artikler

  1. VERDEN

    Nytt «kart» over universet viser 300.000 flere galakser

  2. VITEN

    Nobel-vinnere utløste et skred av funn av fremmede planeter

  3. VITEN

    Norge skal navngi planet i stjernebildet Store Bjørn

  4. VITEN

    Badeand-komet og andre skatter du ikke visste om i solsystemet

  5. A-MAGASINET

    Færre og færre steder blir det helt mørkt. Det endrer døgnrytmen til mennesker og dyr

  6. VERDEN

    Astronomer har oppdaget flere planeter som ligner på Jordkloden