Kom fram, vi vet du er der!

Vi leter som besatte etter mørk materie som gjemmer seg i universet. Nå brenner tampen.

Publisert

Astronomene myser ut i rommet og studerer hvordan tyngdekrafta klumper partikler og atomer sammen til stjerner og galakser. Men det er noe som ikke stemmer.

Sånn som himmellegemene oppfører seg, skulle man tro at det fantes mye mer materie i verdensrommet enn vi kan se. Derfor mener fysikerne at det må finnes et slags mørkt, usynlig materiale der ute. Nå har de endelig det mystiske stoffet i siktet. Tror de.

Strålene forteller

Hvis mørk materie påvirkes av tyngdekrafta (det må den, det er jo derfor vi tror den eksisterer), er det nemlig ganske sannsynlig at det finnes mye av den i midten av Melkeveien. Ut fra det galaktiske hjertet stråler det et særpreget mønster av gammastråler, og nå mener franske og engelske forskere at strålene har en historie å fortelle.

  hvor kommer gammastrålene fra?

 

Når et elektron og et antielektron møtes, opphever de hverandres eksistens, og massen deres forvandles til ren energi.

Siden man vet akkurat hvor tung hver partikkel er, kan man forutsi nøyaktig hvor mye energi de blir til. Energien i gammastrålene fra galaksens indre har nøyaktig bølgelengden til en elektron-antielektron-reaksjon.

Opplysningene i gammastrålene er så nøyaktige at forskerne vet at partiklene blir bremset nesten helt opp før de kræsjer sammen. Hadde de hatt fart ville nemlig energien fra bevegelsen kommet på toppen av energien fra massen.

 

 
 

- Forskerne har visst om strålene ganske lenge, og vi vet at de lages ved at elektroner og antielektroner, altså positroner, møtes, forteller Knut Jørgen Røed Ødegaard fra Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo.

- En annen viktig ting vi kan se, er at disse partiklene må ha bremset helt opp før de kræsjet.

Men hvor i huleste kommer alle disse partiklene fra? Det er den nye teorien kommer inn.

Laget av mørk materie

- De mener at rommet der inne er pakket med mørk materie. Par av mørke partikler kolliderer og blir forvandlet til par av vanlige elektroner og positroner, forklarer Ødegaard.

- I så fall vet vi at den mørke materien må bestå av små, lette partikler.

Energien til de mørke partiklene bevares og fortsetter videre, og det betyr følgende:

Hvis de mørke partiklene er kjempetunge, og så forvandles til et par av lette elektroner og positroner, vil det bli massevis av energi til overs. Denne energien må jo gjøre av seg et sted, og dermed blir den omdannet til bevegelsesenergi: Elektron og positron-paret skyter ut av kollisjonen i 120 (se animasjon). De har ikke sjanse til å bremse opp, og når de smelter sammen blir gammastrålen mye kraftigere enn det forskerne har observert.

- Er de mørke materie-partiklene derimot lette, blir det lite energi til overs når elektronene og positronene er dannet, forklarer Ødegaard. De beveger seg langsomt og behøver ikke bremses så mye for at de skal stoppe. Det kan altså se ut til at den mørke materien består av lette partikler.

Påvirker ikke

- Men forskerne har kikket nøye etter små partikler som kan være mørk materie, og ingen har sett noe som ligner en gang, sier Ødegaard. Derfor har man trodd at det må dreie seg om sværinger. Nå kan det altså virke som om de er små likevel, og at forskerne ved partikkelakseleratorene bare har oversett dem.

I så fall må partiklene være veldig svakt vekselvirkende, og ikke virke inn på omgivelsene rundt seg. Det kan forklare at de ikke er blitt oppdaget i forsøkene ved partikkelakseleratorene, argumenterer forskerne.

Skeptisk

- Jeg kan ikke uten videre godta dette utsagnet, sier Lars Bugge fra Institutt for eksperimentell partikkelfysikk ved UiO. Et godt forsøk ville nettopp være følsomt for slike svakt vekselvirkende partikler som forlater detektoren.

Ødegaard er også litt tilbakeholden med jubelropene.

- Det er nok først når man finner spor av den mørke materien i partikkelakseleratorene at det er grunn til å finne fram champagnen og nobelprisene.

Hvis forskerne har rett, finnes det antageligvis noen titalls mørke partikler i hver kvadratcentimeter i vår del av universet også.

- Kanskje suser det noen rett igjennom oss akkurat nå, flirer Ødegaard. Svakt vekselvirkende partikler pleier nemlig det.

Det er visst ikke noe å være redd for. I følge astrofysikeren blir hver kvadratcentimeter av kroppene våre gjennompepret av 67 milliarder andre lette partikler hvert eneste sekund likevel. Et par fra eller til kan vel ikke gjøre noen skade.