Nu varer det muligvis ikke længe, før vi bliver klogere på noget, som længe har været ét stort sort hul i forskernes viden om universet – næsten bogstavelig talt. Der er nemlig tale om det mystiske mørke stof, som menes at udgøre omkring 25 procent af universets masse, men som vi til stadighed ved meget, meget lidt om.
På det årlige møde i AAAS (American Association for the Advancement of Science) annoncerede en forskergruppe for ganske nylig, at en stor videnskabelig artikel bliver sendt til publikation i et tidsskrift om mindre end to uger. Og vi kan godt skrue forventningerne i vejret, fortalte manden, der står bag de nye resultater, fysikeren Samuel Ting fra Massachusets Institute of Technology (MIT).
(Videnskab.dk var selv tilstede ved AAAS’ årlige møde 2013 – læs bl.a. ‘Beroligende medicin gør fisk til modige, asociale grovædere‘)
»Det bliver ikke en lille artikel,« sagde Samuel Ting, som ifølge LiveScience også fortalte, at den videnskabelige artikel blev omskrevet 30 gange, før de var tilfredse med den.
Selvom forskergruppen endnu er meget hemmelighedsfuld omkring, hvad deres resultater egentlig viser, vil Samuel Ting gå så langt som til at afsløre, at artiklens indhold ikke nødvendigvis repræsenterer det fulde svar på mysteriet om det mørke stof – men ifølge ham selv helt sikkert et stort skridt på vejen.
Skal registrere resterne af mørkt stof
Samuel Ting og hans kollegaer har opnået deres resultater på baggrund af et stort rumbaseret fysikpartikel-eksperiment ved navn AMS. AMS står for Alpha Magnetic Spectrometer og er en stor partikelopsamler, der sidder opkoblet til NASA’s internationale rumstation (ISS).
Du kan få meget mere baggrundsviden om AMS i videoen øverst i artiklen.
AMS har potentialet til at registrere alle de positroner og elektroner, som forskerne mener, at det mørke stof frigiver i Mælkevejen. Maskinen har kostet to milliarder dollar – i omegnen af 11 milliarder danske kroner – og blev installeret på den internationale rumstation i maj 2011.
Indtil videre har den registreret 25 milliarder partikelhændelser, inklusive omkring 8 milliarder elektroner og positroner.
Mørkt stof har helt særlige egenskaber
Forskerne leder efter positroner og elektroner, fordi de mener, at mørkt stof består af såkaldte ’WIMPS’ – ’weakly interacting massive particles’ – eller på dansk ’svagt vekselvirkende massive (eller tunge) partikler’.
WIMPS er en klasse af partikler, som er deres egne antistof-partnerpartikler. Når en stof- og antistof-partner mødes, tilintetgør de hinanden – men fordi hver WIMPS-partikel både er stof og antistof, bliver to WIMPS-partikler ikke bare ødelagt, hvis de kolliderer.
I stedet frigiver de datterpartikler, en elektron og dens antistof-modstykke, en positron, i processen.
Den videnskabelige artikel, som kommer om to uger, vil blandt andet rapportere, hvor mange elektroner og positroner AMS har fundet, og hvilke energier de har, fortæller Samuel Ting.
Positroner er den afgørende faktor
Hvis forskerne igennem eksperimentet kan påvise en høj forekomst af positroner, som finder deres maksimum på et bestemt energiniveau, kunne det indikere tilstedeværelsen af mørkt stof.
\ Fakta
Håbet med det store internationale instrument Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) er, at det skal kaste lys over mørkt stof i universet ved at observere højenergisk kosmisk stråling. Samtidig skal instrumentet forsøge at finde svar på, hvorfor der findes meget mere stof end antistof i universet.
Det skyldes, at mens elektroner findes i overflod i universet omkring os, kender vi færre processer, som vil kunne frembringe positroner.
Et andet tegn vil være, hvorvidt positronerne lader til at komme fra én bestemt retning i rummet eller alle steder fra.
Hvis de stammer fra mørkt stof, forventer forskerne, at de er spredt ud over hele universet og altså kommer fra alle retninger, men hvis de derimod er opstået i forbindelse med en almindelig astrofysisk hændelse, såsom en stjerneeksplosion, vil de i stedet komme fra én specifik retning.
Vi bliver snart meget klogere
»Der er mange processer, som kan efterligne mørkt stof,« sagde fysikeren Lisa Randall fra Harvard University til AAAS’ årlige møde. Hun er ikke selv involveret i projektet, men er meget ivrig efter at høre de nye resultater.
»I disse eksperimenter er spørgsmålet, om du har antistof, som kan forklares med almindelige astrofysiske begivenheder, eller om du virkelig har noget, som kan være en indikation på noget andet – f.eks. mørkt stof.«
Uanset om AMS har fundet mørkt stof endnu eller ej, siger forskerne bag de nye resultater, at de forventer, at spørgsmålet om det mørke stofs oprindelse snart vil stå mere klart. Der er nemlig mange andre projekter i gang, som også graver på livet løs for at finde svaret på et af universets helt store mysterier – det hemmelighedsfulde mørke stof.
