Mysteriet med manglende masse i universet løst. Eller...?

Leser man en del nylig utgitte artikler, for eksempel i Aftenposten eller Science Daily, skulle man tro at det ikke lenger fantes noe manglende eller mystisk masse i universet - mysteriet er jo oppklart!

Simulering av massefordelingen i universet på stor skala. Lyse områder har størst massekonsentrasjon. Den hvite linjen på bildet tilsvarer ca 140 millioner lysår. De trådliknende strukturene mellom masseklumpene kalles filamenter. Bilde: The Millennium Simulation Project, Max Planck Institute for Astrophysics.

Men selv om nyheten bak disse artiklene er viktig nok i seg selv, er den langt ifra så oppsiktsvekkende som overskriftene (og teksten) gir inntrykk av. Innen kosmologien finnes det nemlig flere problemer som kan sies å dreie seg om manglende materie:

1. Mørk energi utgjør omtrent 70% av energiinnholdet i universet.  Den er ikke egentlig materie, men inngår likevel i masseregnskapet til universet. Vi har utrolig liten kunnskap om hva mørk energi egentlig er, og den er derfor blant de heteste forskningfeltene innen kosmologien.

2. Mørk materie utgjør omtrent 25% av energiinnholdet i universet. Mørk materie hverken sender ut, reflekterer eller absorberer noen form for elektromagnetisk stråling, og kan dermed ikke observeres direkte hverken med radioteleskoper, vanlige teleskoper, infrarøde teleskoper eller med røntgenteleskoper. Ved å sammenlikne observasjoner av galakser og galaksehoper med teoretiske beregninger vet vi en del om denne materien likevel, men vi vet ikke egentlig hva den er, bare litt om hvordan den oppfører seg. Mørk materie er noe som befinner seg inni deg, rundt deg og overalt i og utenfor solsystemet, uten at vi merker noe til det!

3. Det som da står igjen - ca. 5% av energiinnholdet i universet - er normal materie, også kalt baryonisk materie. Dette er byggematerialene i alt vi ser rundt oss. Men inntil relativt nylig kunne man bare påvise ca. halvparten av denne materien gjennom direkte observasjoner. Og det er jo et problem!

Alle de delene av masseregnskapet i universet som vi ikke har kunnet gjøre fullstendig rede for ved observasjoner (med andre ord omtrent 98%), har til tider blitt kalt «manglende materie».

Så om historien virkelig hadde dreid seg om at all materien i universet nå var gjort rede for, ville det vært en stor sensasjon! Men historien dreier seg altså om den manglende halvparten av de 5% med normal materie. Dette problemet er definitivt det enkleste av de tre, og man har lenge ant løsningen på det, både gjennom simuleringer og tidligere observasjoner. Dette er enda en observasjon som bekrefter at denne massen (2-3% av universets totale masseregnskap) er funnet.

Inntil for noen år siden kunne man bare observere normal materie som befant seg i og rundt galakser og som varm gass mellom galaksene i galaksehoper. Men summen av det man observerte ble altså bare halvparten så mye som man forventet. Simuleringer tydet på at det meste av den resterende massen fantes i «filamenter» (trådliknende skyer) som lå utstrakt mellom galaksehopene (se bildet). Men her var det så tynt med gass at den hverken dannet stjerner eller lyste særlig mye i f.eks. røntgenområdet. Så det var egentlig litt som forventet at man ikke kunne se den!

I mai 2008 kom det imidlertid en artikkel der ett slikt filament ble påvist gjennom dets svake røntgenstråling. Filamenter har også blitt påvist gjennom absorpsjon av røntgenstråler (mai 2010) og absorpsjon av UV-stråling (mars 2011). I begge tilfeller absorberte filamentene stråling fra bakenforliggende objekter.

Gruppen bak deteksjonen som nylig har gitt opphav til de store overskriftene, har lagt sammen mange observasjoner og dermed kunnet se noe som ikke var synlig i hver enkeltobservasjon. Nesten som å sitte i mørket og ta bilder av mange ekstremt svake lyspærer. Ingen av bildene viser noen lyspære. Men om man vet sånn nogenlunde hvor lyspæren skal befinne seg i hvert bilde, kan man legge alle lyspærebildene oppå hverandre slik at lyspærene havner på samme sted. Og dermed kan man så vidt skimte at det er lysere der den sammensatte lyspæren befinner seg.

Et møysommelig arbeid som var vel fundert i det man hittil visste, og som viste seg å gi uttelling. Men altså ikke den endelige løsningen på alle problemene med manglende materie i universet.

Moralen er:

Av og til blir vitenskapsnyheter litt feil, ofte på grunn av tallrike omskrivninger og oversettelser ettersom nyheten sprer seg. Denne gangen var også den opprinnelige pressemeldingen ganske misvisende. Overskriften levner ingen tvil om at de har funnet «universets manglende materie». Litt lenger ned står det riktignok «... eller ihvertfall en del av [den manglende materien]». Men det er det nok ikke mange journalister som fester seg ved.

Merkelig nok gir pressemeldingen også et inntrykk av at dette er observasjoner teamet har utført selv. Men observasjonene har faktisk blitt gjort av andre, og har vært tilgjengelige siden 1999!

I sammendraget av selve den vitenskapelige artikkelen (lenken sto helt nederst på pressemeldingen) er det derimot ingen overdrivelser av hva de har funnet eller hva de har gjort. Men med tittelen "An estimate of the electron density of filaments of galaxies at z~0.1" ville artikkelen kanskje ikke laget så store overskrifter...

Se forøvrig en annen kommentar om mediehysteriet rundt denne saken.
 


 

Av Stein Vidar Hagfors Haugan
Publisert 8. juni 2011 20:22 - Sist endret 22. aug. 2016 09:12