Vi har alle hørt om mørk materie - det mystiske "stof" i kosmos at indtil videre ikke er blevet opdaget direkte men kan udledes af dens gravitationseffekt på "normal" (hvad forskere kalder "baryonisk") stof. Astronomer ved, at det er vigtigt, og det spiller en rolle, men hvad er den rolle?
I vores univers opvejer mørk stof normal stof - det hverdagslige stof, vi ser rundt omkring os, med en faktor fra 6 til 1. Gravitationseffekten af alt det stof holder galakser og galakse klynger sammen. Hver galakse er omgivet af en glorie af mørk stof, der vejer lige så meget som en billion billioner og strækker sig over hundreder af tusinder af lysår.
Det største spørgsmål om mørk stof er: hvad er det lavet af? Er det den såkaldte "varme" mørke stof? Eller "kold" mørk stof? Astronomer forsøger stadig at finde ud af det. Mørkt stof kan ikke ses, føles, smages, lugtes eller afbildes. Det kan dog detekteres ved dets indflydelse på andet materiale i universet. Det inkluderer dens tyngdekrafttrækning. Men der er andre aspekter af mørkt stof end forskere stadig opdager og forklarer. Når de først har fået en god idé om, hvad det faktisk er, dvs. hvilke partikler det er lavet af, vil de være i stand til at karakterisere det mere fuldstændigt. Det er kun et spørgsmål om tid, før det sker.
Galakser, mørke sager og sorte huller
Astronomer ved visse ting om galakser: de har stjerner, planeter, tåge, sorte huller og meget mørkt stof. Hver massive galakse har en sort hul i centrum. Jo hårdere galaksen er, jo større er dens sorte hul. Men hvordan er de to beslægtede? Når alt kommer til alt er det sorte hul millioner gange mindre og mindre massivt end dens hjemmegalakse. Astronomer studerer fodboldformede samlinger af stjerner kaldet elliptiske galakser for at forstå forbindelsen mellem en galakse og dens sorte hul. Det viser sig, at den usynlige hånd af mørk stof på en eller anden måde har indflydelse på sort hulvækst og dannelsen af galakser. Eksistensen af denne sag, som vi ikke kan se eller røre ved, blev først postuleret af astronom Fritz Zwicky i begyndelsen af det 20. århundrede og senere observeret og verificeret af et hold observatører ledet af astronom Vera Rubin.
Elliptiske galakser er omtrent ægformede samlinger af stjerner med sorte huller i deres hjerter. Forskere brugte stjernebevægelser som en måde at veje galaksenes centrale sorte huller på. Røntgenmålinger af varm gas, der omgiver galakserne, hjalp med at veje den mørke stof-glorie. Det viser sig, at jo mere mørk stof en galakse har, jo mere varm gas kan den holde fast i. Så i en galakse med en stor mørk materie "glorie", der omgiver den, er forholdet mellem de to stærkere end forholdet mellem et sort hul og galakens stjerner.
Denne forbindelse er sandsynligvis relateret til, hvordan elliptiske galakser vokser. De dannes når mindre galakser smelter sammen, og stjernerne og mørk stof blandes og blandes. Fordi den mørke stof opvejer alt andet, formes den den nydannede elliptiske galakse og styrer væksten af det centrale sorte hul. Fusionen skaber en gravitationsplan, som galaksen, stjernerne og det sorte hul vil følge for at bygge sig selv.
Dark Matter og andre galakser
Astronomer har stærkt mistanke om, at mørkt stof påvirker væksten af andre typer galakser også. Nye teoretiske studier af mørkt stof og dets indflydelse på genstande i galaksen indikerer, at Jorden selv, og måske endda det liv, den har understøtter, er blevet påvirket af den mørke stof på en eller anden måde, da vores sol og planeter rejste gennem galaksen over hundreder af millioner flere år.
Den galaktiske disk - regionen i Mælkevejen Galaxy hvor vores solsystem lever - er overfyldt med stjerner og skyer af gas og støv, og også en koncentration af undvigende mørkt stof - små subatomære partikler, der kun kan påvises ved deres tyngdekraft virkninger. Når Jorden (og formodentlig planetariske systemer omkring andre stjerner) rejser gennem disken, er mørkt stof akkumuleringer forstyrrer banerne fra fjerntliggende kometer og sender dem på kollisionskurser med planeter.
Dark Matter and Our Planet
Det ser ud til, at mørkt stof tilsyneladende kan samle sig i Jordens kerne. Til sidst ødelægger de mørke stofpartikler hinanden og producerer betydelig varme. Varmen skabt ved udslettelse af mørkt stof i Jordens kerne kunne udløse begivenheder som vulkanisk udbrud, bjergbygning, magnetfeltomvendinger og ændringer i havoverfladen, som også viser toppe hver 30 millioner år.
Mørk stof har det meget til at svare på i universet. Det er et utroligt effektivt materiale, selvom det endnu ikke er set. Dens usynlige hånd mærkes overalt.