Rummets mørke stof opfører sig som bisværme

Vores univers består af en stor mængde usynligt stof – det såkaldte mørke stof. Vi ved ikke, hvad det er, men det er der, og uden det mørke stof, ville der ikke eksistere galakser og dermed stjerner og planeter og liv.

Universet er fyldt med store strukturer, der er domineret af det mørke stof, og inde i disse mørkt stof-sfærer samler de lysudsendende partikler sig i stjerner og gasklumper.

De runde mørkt stof-sfærer kan sammenlignes med en bisværm. Hvis vi giver bisværmen et dask med en pind, prøver nogle at stikke af, og måske kommer vi til at brække vinger eller ben på et par stykker. Men hvis vi kigger på bisværmen efter et minut, er der ikke synderlig forskel på før og efter slaget.

Sværmen er måske blevet lidt større eller mindre, men bierne flyver stadig sammen i en sværm, der har samme karakteristika, som før vi slog til den. Hvis en mørkt stof-sfære følger sådanne simple regler for bevægelse, siges den at have en attraktor, og det er sådan én danske forskere har påvist.

»Vores computersimuleringer og beregninger har for første gang vist, at mørkt stof-sfærer har en attraktor; det vil sige, at der er simple regler for, hvordan runde mørkt stof-sfærer opfører sig og ser ud,« siger astrofysiker og ph.d. lektor Steen Hansen ved Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet.

Resultaterne er publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Astrophysical Journal Letter.

Mørkt stof-sfærer er ens

»Vi har længe undret os over, at alle de observerede mørkt stof-sfærer opfører sig ens, så vi havde en idé om, at der måtte være en attraktor,« forklarer Steen Hansen.

Derfor skabte han sammen med to studerende computermodeller af mørkt stof-sfærer i perfekt ligevægt.

Derefter ‘bankede’ de til partiklerne, ligesom man ville kunne daske til bierne i en bisværm. Det foregik ved at flytte rundt på energien inde i partiklerne. Det viste sig, at alle mørkt stof-sfærer vendte tilbage til samme karakteristiske form, uanset hvordan de oprindelige strukturer så ud.

Intet nyt siden Newton

»Det, vi har fundet ud af, står i bund og grund i Newtons gravitations lov,« siger Steen Hansen.

»Men hvor Newtons lov er hysterisk kompliceret, når der er mange partikler tilstede, så beskriver den fundne attraktor opførslen af miliarder af partikler, udtrykt ved ganske få simple parametre,«forklarer han.

På den måde bidrager undersøgelsen til et lille skridt mod den filosofiske forståelse af de regler, der gælder i universet.

Undersøgelsen kan også bruges mere praktisk. For et par måneder siden måtte man acceptere en fejlmargin på op til 40 procent ved måling af massen på såkaldte dværggalakser eller stjernehober.

Efter denne danske undersøgelse kan man måle massen mere præcist, fordi den fundne attraktor gør det muligt at finde temperaturens tilstand.