Mörk materia och energi?

Vad är mörk energi och mörk materia?

Bilden visar en mörk materia­detektor. De flesta kandidater för mörk materia är extremt svåra att upptäcka.

Bilden visar en mörk materia­detektor. De flesta kandidater för mörk materia är extremt svåra att upptäcka.

Tack vare att dess gravitation påverkar den vanliga synliga materian kan astronomerna trots att den för övrigt är osynlig för oss indirekt se att mörk materia existerar och att den utgör omkring 80 procent av all materia i universum. Mörk materia växelverkar emellertid inte med elektromagnetisk strålning som vanlig materia och är därför både mörk, i det hänseende att den inte ger ifrån sig någon strålning, och genomskinlig, eftersom den inte heller­ absorberar strålning. Det är därför inte möjligt att med hjälp av direkta observationer studera den mörka materian och vi kan följaktligen bara spekulera i vad den består av.

Det finns ett flertal teorier om vad mörk materia skulle kunna vara. En variant är så kallad het mörk materia.

Bilden ovan visar en ring med mörk materia i ett stjärnkluster.

Bilden ovan visar en ring med mörk materia i ett stjärnkluster.

Den heta mörka materian rör sig med superrelativistiska hastigheter, det vill säga hastigheter mycket nära ljusets hastighet. Ett exempel på het mörk materia som vi faktiskt känner till är neutriner, partiklar med mycket liten massa som förutom genom sin gravitation bara växelverkar svagt med vanlig materia, vilket betyder att de måste stöta in i en atomkärna för att synas. Allt tyder emellertid på att het mörk materia, även om det finns fler sorters partiklar som ännu inte observerats, inte på egen hand räcker till för att förklara de observerade effekterna av den mörka materian.

En annan teori är varm mörk materia, som rör sig med relativistiska hastigheter.

Det har föreslagits att varm mörk materia skulle­ kunna bestå av sterila neutriner, en hypotetisk partikel som är tyngre och långsammare än vanliga neutriner och som inte ens växelverkar svagt med vanlig materia.

Precis som den heta mörka materian kan den varma mörka materian emellertid inte på egen hand förklara de observerade effekterna av den mörka materian.

Den mest populära kandidaten när det gäller mörk materia är kall mörk materia, som rör sig med icke-relativistiska hastigheter under en tiondel av ljusets hastighet.

En liten del av denna mörka materia skulle kunna bestå av vanlig materia i form av till exempel svarta hål och neutronstjärnor, men det behövs också någon form av hittills okända partiklar som axioner eller så kallade WIMP:s (Weakly Interacting Massive Particles), tunga partiklar som inte växelverkar i någon större utsträckning med omgivningen. Trots försök har emellertid inga sådana partiklar kunnat hittas.

Mörk materia behöver emellertid inte bestå av endast en sak och en blandning av de olika typerna av mörk materia är också fullt möjlig.

Universums totala energiinnehåll består bara till cirka fem procent av vanlig observerbar materia, till 25 procent av mörk materia och till hela 70 procent av mörk energi. Mörk energi är den hypotetiska energi som ligger bakom att universums expansion accelererar. Förutom mängden mörk energi i universum och dess effekt på universums expansion vet vi emellertid mycket lite om den mörka energin och vad den egentligen är.

Material från
Allt om Vetenskap nr 12 2010

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter