Universets største gjemsel
Omtrent 85 prosent av all materie i universet er usynlig. Vi kan ikke se den. Vi kan ikke ta på den. Likevel vet vi at den finnes, fordi den trekker på alt annet med tyngdekraft. Fysikerne kaller den mørk materie. Den har plaget dem i tiår.
Det er som å finne gjørmete fotspor i huset, men aldri se hvem som laget dem.
Svarte hull som detektiver
Nå tror noen forskere at svarte hull kan hjelpe oss å finne svar. Et team fra MIT og flere europeiske universiteter har funnet en ny idé.
Når to svarte hull kretser rundt hverandre og kolliderer, sender de ut krusninger i romtiden. Det kalles gravitasjonsbølger. Vi har målt slike bølger i noen år allerede, med sensitive instrumenter på jorden.
Hvis de svarte hullene beveget seg gjennom en sky av mørk materie før kollisjonen, kunne den skyen sette spor i bølgene. Som om fotsporene lå oppå andre fotspor.
Superradiance – en energi-boost
Mørk materie kan bestå av lette partikler som oppfører seg som bølger. Når slike bølger kommer nær et raskt roterende sort hull, skjer noe spesielt: energi fra hullet går over i bølgene. De blir tettere. Det er som å røre krem til smør.
En slik tett sky av mørk materie rundt et svart hull kan endre mønsteret i gravitasjonsbølgene. Den setter et tydelig merke.
Datamodeller og virkelige data
Forskerne laget detaljerte modeller av kollisjoner mellom sorte hull. De testet ulike masser og ulike mengder mørk materie rundt dem.
Så sammenlignet de modellene med ekte data fra LIGO, Virgo og KAGRA. De så på 28 sterke signaler. 27 av dem så ut som vanlige kollisjoner i tomt rom.
Men ett signal skilte seg ut. Det kom fra 28. juli 2019.
Et uvanlig signal
Signalet het GW190728. Det viste to sorte hull som slo seg sammen med en samlet masse på rundt 20 solmasser. Mønsteret passet ikke helt med det man forventer fra en vanlig kollisjon. Forskerne mener det kan være spor etter en tett sky av mørk materie.
De er forsiktige. Dette er ikke et bevis. Det er et hint som trenger mer granskning.
Ny jakt på mørk materie
Denne metoden er ny. Vi har tidligere forsøkt å fange mørk materie direkte i detektorer dypt under jorden. Nå ser vi etter dens virkning på noe som vi allerede kan måle – gravitasjonsbølger.
Svarte hull kan altså fungere som forstørrelsesglass. De samler mørk materie så tett,<|eos|>