Seksjonen Fra forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU, Cicero, Universitetet i Oslo, Universitetet i Tromsø, Universitetet i Sørøst-Norge og NMBU.

Mørk materie

Mørk materie vokste i pandemisk fart

Mørk materie holder universet sammen. Men hvor kom den fra? Ny teori antyder at synlig materie ble omdannet til mørk materie i universets barndom.

En samling galakser sett via romteleskop. Den blå skyggen på høyre bilde indikerer mørk materie. Mengde og plassering er beregnet basert på gravitasjonslinseeffekten.
En samling galakser sett via romteleskop. Den blå skyggen på høyre bilde indikerer mørk materie. Mengde og plassering er beregnet basert på gravitasjonslinseeffekten. (Illustrasjon: NASA, ESA, M.J. Jee og H. Ford (Johns Hopkins University))

Mørk materie holder universet sammen. Men hvor kom den fra? Ny teori antyder at synlig materie ble omdannet til mørk materie i universets barndom.

  • Universet

I dagens univers anslår kosmologene at det er fem ganger så mye mørk, usynlig materie som vanlig materie, som stjerner og tåker, deg og meg. Gravitasjonseffekten fra den mørke materien er avgjørende for å holde galakser og galaksehoper sammen og for at vi skal få dannet strukturer som stjerner og galakser i det hele tatt.

Hvordan kan det ha seg at vi har akkurat denne mengden mørk materie? På det spørsmålet finnes det fremdeles ingen klare svar. 

Et knippe teoretiske fysikere med Torsten Bringmann fra Universitetet i Oslo i spissen har foreslått en helt ny mekanisme i det tidlige universet, hvor partikler av mørk materie omdanner synlige partikler til mørk materie i økende tempo.

Vi må tilbake til begynnelsen, innenfor det første minuttet etter big bang, da materiepartikler ble dannet. Ifølge de fleste modeller er det allerede dannet litt mørk materie på et tidligere stadium, men på langt nær så stor andel som i dagens univers.

Mørk materie gjorde synlig materie usynlig

All den mørke materien vi observerer, må ha kommet fra et sted, og det er her Bringmanns modell kommer inn i bildet. Den forklarer dagens tetthet av mørk materie med at den lille andelen mørk materie som fantes til å begynne med, vekselvirket med vanlige partikler og rett og slett konverterte materie-partikler til mørk materie.

De «nyomvendte» mørk materie-partiklene bidro også i konverteringen, slik at mørk materie vokste eksponentielt, altså i stadig økende hastighet, omtrent som smitte av virus med R-tall over 1.

Det som reddet universet fra å bli fullstendig usynlig og bare bestå av mørk materie, var at det samtidig utvidet seg. Dermed ble tettheten til slutt så lav at prosessen bremset opp. Universet bedrev sosial distansering, for å fortsette pandemi-analogien.

Ideen ble født på Zoom

Ideen om eksponentiell vekst av mørk materie kom under nedstengningen, forteller Bringmann. Sammen med kolleger i flere land hadde han ukentlige kaffemøter på Zoom.

– Jeg vet ikke om det var korona-pandemien som sådde en tanke i oss, men i hvert fall dukket det etterhvert opp en idé om at produksjonen av mørk materie kunne vokse eksponentielt.

Først tenkte forskerne at det bare var en tilfeldig analogi.

– Ettersom vi nærmet oss 1. april, bestemte vi oss for å legge ut ideen på nettopp denne datoen, forteller Bringmann og viser til et artikkelutkast de publiserte under tittelen Pandemic Dark Matter

Etter hvert som forskerne undersøkte ideen nærmere, så de at dette faktisk kunne være en reell forklaring.

– Når vi først har en mekanisme som kan omdanne vanlige partikler til mørk materie-partikler, tror vi dette er begynnelsen på et nytt felt både teoretisk og når det gjelder observasjoner, sier han.

Kan observeres

Les også

Ideen deres kan nemlig testes: Mekanismen vil kunne observeres i målinger av den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Kosmisk bakgrunnsstråling er stråling vi finner overalt i universet. Den stammer fra da universet bare var 380.000 år gammelt og er en uvurderlig kilde til å forstå hvordan universet rundt oss ble til.

– Ja, vi vil kunne lete etter signaturen av prosessen i målinger som gjøres av satellitter som Planck, forklarer Bringmann og forteller om en god del oppmerksomhet internasjonalt.

– Både vi og andre forskere er blitt inspirert til å konstruere modeller basert på eksponentiell vekst av mørk materie, som er noe helt nytt i denne sammenhengen.

Denne artikkelen ble først publisert på Titan.uio.no

Les også

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå