Hva er mørk materie?
Mørk materie er en type materie som består av små partikler som ikke samhandler med vanlig materie og ikke avgir elektromagnetisk stråling. Dette betyr at de ikke kan generere, reflektere eller absorbere lys. Av denne grunn er mørk materie gjennomsiktig og kan ikke sees med det blotte øye.
Husk at når vi snakker om materie, refererer vi til ethvert legeme eller materiale som opptar et sted i rommet og har masse og volum. Mørk materie oppfyller disse egenskapene selv om det ikke er mulig å se det.
Så hvis mørk materie er gjennomsiktig, hvordan vet vi at den eksisterer? Dens eksistens er kjent på grunn av effektene det forårsaker i universet, for eksempel forskyvning av stjerner eller forvrengning av lyset de avgir. Det antas at både fenomener og andre kan være påvirket av mørk materie.
Studiet av mørk materie er av største betydning, siden det ville tillate oss å forstå funksjonen til stjernestrukturer. Det vil også bidra til å tyde hva som skjedde i det første øyeblikket universet dannet seg, bedre kjent som Big Bang.
Sammensetning av mørk materie
Selv om eksistensen av mørk materie er et faktum bevist av vitenskapen, er det ikke veldig klart hva den er laget av. Det man vet er at mørk materie ikke består av protoner eller nøytroner (baryonisk materie). Deretter oppstår eksistensen av to grunnleggende komponenter:
Ikke-baryonisk materie (WIMP)
Ikke-baryonisk materie ville bestå av de såkalte Weak Interaction Massive Particles, bedre kjent som WIMP-er (fra engelsk, svakt interagerende massive partikler). De er partikler mindre enn et atom og har evnen til å samhandle med synlig materie gjennom tyngdekraften.
Deres eksistens er hypotetisk, og det antas at hvis de eksisterte, ville de være veldig kalde, ha mye masse og ville bevege seg veldig sakte.
MACHO´s
The Massive Objects of the Galactic Halo or MACHO's (fra engelsk Massivt astrofysisk kompakt glorieobjekt) består av vandrende planeter, mislykkede stjerner og sorte hull, som er regioner i rommet med stor tyngdekraft.
Selv om det er mulig at de er en del av mørk materie, vil deres andel være veldig lav med hensyn til WIMP.
Se også Matter
Hvordan ble mørk materie oppdaget?
Mørk materie var i prinsippet bare en teori. I 1933 reiste den sveitsiske astronomen og fysikeren Fritz Zwicky muligheten for at det var en type uoppdagelig materie som kunne påvirke bevegelsene som forekommer i en galaksehoper kalt Coma.
En klynge er et sett med stjerner som tiltrekker hverandre på grunn av deres tyngdekraft. Og Zwicky oppdaget, gjennom anvendelse av den vitenskapelige metoden, at den totale massen av den studerte klyngen var omtrent 400 ganger større enn det som ble beregnet. Av denne grunn utledet han at det var en type ikke-synlig materie som tilførte ekstra masse til hele denne gruppen av stjerner.
På 1970-tallet oppdaget astronomen Vera Rubin at stjernene i Andromedagalaksen beveget seg i samme hastighet uavhengig av hvor de befant seg. Denne ensartetheten i hastighet antydet at det var noe annet av en ikke-synlig karakter som tilførte masse til disse stjernene.
Rubins bidrag var viktig for å legge grunnlaget for eksistensen av mørk materie, som ble bevist om og om igjen med forskjellige observasjoner. En av de viktigste var oppdagelsen i 2005 av galaksen VIRGOHI21, nesten utelukkende sammensatt av mørk materie.
I 2021 ble det mest detaljerte kartet om distribusjonen av mørk materie oppnådd, laget av Víctor M. Blanco-teleskopet, som ligger i Chile. Kartet viser at mørk materie er mye mer utbredt i universet enn det man først trodde, noe som åpner for nye tilnærminger innen astronomi og fysikk.
Hvordan observeres mørk materie?
Siden mørk materie faktisk er gjennomsiktig, er det ingen direkte observasjonsmetode som lett kan bevise dens eksistens. Imidlertid er det andre metoder. De mest brukte er:
Gravitasjonslinser
En gravitasjonslinse er et fenomen som oppstår når lys fra en veldig fjern stjernekropp forvrenges i nærvær av en annen massiv kropp, som en galakse, en planet, solen osv.
Måling av denne forvrengningen, som er formet som en kurve, brukes til å bestemme massen til objektet som forårsaket det. Samsvaret mellom masse og lysstyrke kan indikere tilstedeværelsen av mørk materie siden jo høyere lysstyrken er, desto mer mørk materie inneholder den studerte kroppen.
Gamma-stråleteleskoper
I sentrum av Melkeveien, vår galakse, er det en veldig intens lysstråle sammensatt av gammastråler kalt Overflødig GeV fra Galaktisk senter. Og den glorie antas å være generert av mørkt materie som utsletter seg selv.
Selv om mørk materie ikke kan avgi eller reflektere lys, er det en hypotese at kollisjonen mellom to mørke materiepartikler kan generere utslipp av gammastråler i en veldig svak skala. Dette resultatet kalles "utslettelse av mørk materie."
Gammastråleteleskoper kartlegger universet på jakt etter kilden som har sin opprinnelse til denne typen lysstyrke, og det mistenkes at når man finner gammastråler, finner den også mørk materie. Den mest berømte er Fermi Gamma Ray Space Telescope.
Mørk energi
Selv om de kan forveksles som synonymer, er mørk materie og mørk energi to forskjellige begreper.
Mørk energi er en form for energi som eksisterer i rommet som utøver et så frastøtende trykk at det motvirker effekten av tyngdekraften og bidrar til den akselererte utvidelsen av universet.
Mørk energi utgjør nesten 70% av massen i rommet, men som mørk materie er mye fortsatt ukjent om dens funksjon og sammensetning.
Både mørk energi og mørk materie eksisterer sammen i universet, men de er to uavhengige fenomener.
Se også:
- Univers
- Melkeveien
- Galaxy
