5 grundlæggende ubesvarede spørgsmål om mørk materie

Siden mindst 1920'erne har en hypotese gennemsyret astronomiens verden: Universet indeholder mere stof, end vi kan se med det blotte øje. I 1930'erne bemærkede den schweiziske astronom Fritz Zwicky, at galakser i en fjern klynge kredsede om hinanden i en hurtigere hastighed end forventet i betragtning af deres synlige masser. Han foreslog, at et usynligt stof, som han kaldte mørkt stof, kunne tvinge disse galakser sammen.

• Stem på nysgerrig Mega som årets Geek Press ved Golden Cube Award i 2019!

Denne idé var sværere at bevise end støtte, da der endnu ikke var noget bevis for denne mystiske sag. Selv med kraftfulde teleskoper som Hubble og Kepler er det endnu ikke blevet opdaget, men dets eksistens har altid været mere end en sandsynlighed, men en stærk mulighed. Cirka 85% af universets masse består af materiale, som forskere ikke kan se - mørkt stof, for at komplicere sager, udsender ikke lys eller energi. Så ville det gøre noget ved studiet af universet?

”Stjernernes bevægelser fortæller, hvor meget det betyder noget, ” sagde forskeren på Yale University, Pieter van Dokkum, der ledede holdet, der identificerede Dragonfly 44-galaksen, der næsten udelukkende var sammensat af mørk stof.

1. Hvad er mørkt stof?

Ingen ved med sikkerhed. Nogle forskere har endda antaget, at det ville bestå af små svage stjerner og sorte huller, men detaljerede observationer har ikke afsløret nok genstande til at forklare den indflydelse, som mørkt stof har på andre himmellegemer.

Den mest accepterede hypotese er, at den er dannet af et hypotetisk element kaldet Low Interaction Mass Particle (eller WIMP), der vil opføre sig som et neutron - bortset fra at det er mellem 10 og 100 gange tungere.

2. Kan vi opdage mørkt stof?

Hvis mørkt stof er lavet af WIMP'er, ville de være overalt, usynlige og næsten umærkelige. Selvom de normalt ikke interagerer med almindeligt stof, er det hypotetisk muligt for en mørk materiepartikel at ramme en proton eller elektron, når den bevæger sig gennem rummet. Så i årtier har forskere eksperimenteret med at studere et stort antal almindelige underjordiske partikler, hvor de er beskyttet mod forstyrrende stråling, der kan efterligne en kollision mellem mørkt stof og partikler. Der er ikke gjort nogen pålidelige opdagelser.

I begyndelsen af ​​2019 rapporterede det kinesiske PandaX-eksperiment den seneste manglende detektion af WIMP.

3. Består mørkt stof af mere end en partikel?

Alle har hørt om protoner, elektroner og neutroner, og nogle kender neutrinoer, muoner og pioner. Forskere spekulerer så på, om mørkt stof også er kompliceret. "Der er ingen grund til at antage, at al mørk stof i universet er lavet af kun en slags partikel, " sagde Harvard University-fysiker Andrey Katz. Ifølge ham kan mørke protoner kombineres med mørke elektroner til dannelse af mørke atomer, hvilket producerer konfigurationer så forskellige og interessante som dem, der findes i den synlige verden. Himmelen er bogstaveligt talt grænsen.

4. Hvad er egenskaberne ved mørkt stof?

Ifølge nogle teorier skal partikler i mørke stoffer have deres egne antipartikler, og begge vil udslette hinanden. Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) eksperimentet ved den internationale rumstation (ISS) har været på udkig efter tegn på denne udslettelse siden 2011 og har opdaget hundretusinder af begivenheder. Alligevel er videnskabsmænd stadig ikke sikre på, om de kommer fra mørk stof, fordi de ikke engang ved nøjagtigt, hvad mørk stof er.

5. Eksisterer mørkt stof i hele galaksen?

Det syntes at være den kraft, der forener store strukturer, såsom galakser og galaktiske klynger; men i begyndelsen af ​​2019 meddelte astronomer, at de havde fundet galaksen NGC 1052-DF2, med næsten ingen mørk stof overhovedet. ”Tilsyneladende er det ikke et krav, at en galakse skal dannes, ” sagde Pieter van Dokkum dengang. En anden gruppe astronomer offentliggjorde imidlertid en analyse, der antydede, at den nye galakse havde mere mørkt stof end tidligere antydet.