Universets største gemmeleg
Forestil dig at 85 procent af al materie i universet er usynligt. Vi kan hverken se den, røre den eller oplyse den med en lommelygte. Alligevel ved vi, den er der. Den trækker på alt andet med tyngdekraft. Fysikere kalder den mørkt stof, og den har fået dem til at klø sig i håret i årtier.
Vi kender den kun gennem de spor, den efterlader. Som fodspor i mudder, uden at vi nogensinde ser, hvem der lavede dem.
Sorte huller som sporhunde
Nu mener forskere fra MIT og flere europæiske universiteter, at sorte huller måske kan hjælpe os med at finde det. De har fundet en ny måde at lede på.
Når to sorte huller mødes og smelter sammen, sender de krusninger ud gennem rumtiden. Det er tyngdebølger. LIGO, Virgo og KAGRA har målt dem i flere år. De er som ringe i vandet efter en bold.
Men hvis de sorte huller havde bevæget sig gennem en sky af mørkt stof, før de stødte sammen, kunne det efterlade et særligt aftryk på bølgerne.
Superradians
Det hele afhænger af superradians. Det er en proces, hvor en roterende sort hul kan overføre energi til små partikler af mørkt stof. Når disse partikler kommer nær et hurtigt roterende sort hul, er det som om de bliver "pisket" – energien fra hullet får dem til at blive meget tættere og dannes en sky.
Denne sky kan ændre mønsteret af tyngdebølgerne, der entsteht når hullet kolliderer med en anden.
Modeller og målinger
Forskerne har lavet detaljerede computersimulationer. De har testet forskellige masser, tætheder og mængder af mørkt stof. De har sammenlignet deres resultate med 28 real målinger af tyngdebølger.
27 af signalerne passede med det, man forventer ved et sammenstød i tom rum. Men GW190728, målt i 2019, ser anderledes ud. Det ligner et signal, der er moduleret af en tæt sky af mørkt stof.
Forsigtig optimisme
Forskerne er dog ikke klar til at erklære, at de har fundet mørkt stof. Det er kun et lovende signal. Det er som en fingeraftryk på en gerningssted – værd at følge op på, men ikke bevis nok alene.
Ny jagtmetode
Det spændende ved denne tilgang er at den er helt anderledes. I stedet for at søge efter mørkt stof direkte, ser man på effekten på tyngdebølger. Black holes kan virke som naturens forstærkere, der samler mørkt stof på et sted, så vi kan se dets skygge gennem bølgerne.
Fremtiden
Nu skal andre hold kontrollere resultatet. Men det er allerede interessant, at der er et signal, som matcher. Det tyder på at metoden måske kan fungere.
Med instrumenter, der kan måle vibrationer mindre end en proton, er det muligt, at tyngdebølger bliver den lommelygte, der endelig får mørkt stof frem fra skyggen.