Hvordan mørkt stof interagerer med den menneskelige krop

En af de store udfordringer i kosmologi er at forstå naturen af ​​universets såkaldte manglende masse.

Astronomer har længe vidst, at galakser holdes sammen af ​​tyngdekraften, en kraft, der afhænger af mængden af ​​masse en galakse indeholder. Galakser spinner også og genererer en kraft, der har tendens til at få denne masse til at flyve fra hinanden.

De galakser, astronomerne kan se, bliver ikke revet fra hinanden, mens de roterer, formentlig fordi de genererer nok tyngdekraft til at forhindre dette.

Men det rejser en gåde. Astronomer kan se, hvor meget synlig masse der er i en galakse, og når de lægger det hele sammen, er der ingen steder nok til den nødvendige mængde tyngdekraft. Så noget andet må generere denne kraft.

En idé er, at tyngdekraften er stærkere på den galaktiske skala og derfor naturligt giver den ekstra kraft til at lime galakser sammen.

En anden er, at galakserne skal være fyldt med stof, som astronomer ikke kan se, det såkaldte mørke stof. For at få tallene til at fungere, skal denne ting stå for omkring 80 procent af massen af ​​galakser, så der burde være en masse af det omkring. Så hvor er det?

Fysikere har løbet for at finde ud af det med detektorer af forskellig art, og mere end én gruppe siger, at de har fundet beviser for, at mørkt stof fylder vores solsystem i mængder, der er endnu større, end mange teoretikere forventer. Hvis de har ret, pløjer Jorden og alt på den sig vej gennem et tæt hav af mørkt stof i dette øjeblik.

I dag skitserer Katherine Freese ved University of Michigan i Ann Arbor og Christopher Savage ved Stockholm Universitet i Sverige, hvad det betyder for os mennesker, da vi også skal trænge os igennem denne tætte tåge af mørke ting.

Vi ved, at uanset hvad mørkt stof er, så interagerer det ikke særlig stærkt med almindeligt stof, for ellers ville vi allerede have set dets virkninger.

Så selvom milliarder af mørkt stof partikler skal passere gennem os hvert sekund, passerer de fleste uhindret. En gang imellem vil man dog kollidere med en kerne i vores krop. Men hvor ofte?

Freese og Savage beregner, hvor mange gange kerner i en gennemsnitlig klump af kød burde kollidere med partikler af mørkt stof. Med gennemsnitlig størrelse mener de en kødklump på 70 kg, der overvejende består af ilt, brintkulstof og nitrogen.

De siger, at mørkt stof er mest tilbøjelig til at kollidere med ilt- og brintkerner i kroppen. Og givet de mest almindelige antagelser om mørkt stof, vil dette sandsynligvis ske omkring 30 gange om året.

Men hvis de seneste eksperimentelle resultater er korrekte, og mørkt stof-interaktioner er mere almindelige end forventet, vil antallet af menneske-mørk stof-kollisioner være meget højere. Freese og Savage beregner, at der må være omkring 100.000 kollisioner om året for hvert menneske på planeten.

Det betyder, at du sandsynligvis er blevet ramt en håndfuld gange, mens du læste dette indlæg.

Freese og Savage foretager intet skøn over den potentielle indvirkning på helbredet, som denne baggrundsrate af kollisioner kan have. Det ville afhænge af energien og bevægelsen af ​​en kerne, efter at den var blevet ramt, og hvilken slags skade den kunne forårsage på nærliggende væv.

Det må helt sikkert udgøre en lille risiko pr. menneske, men hvad er konsekvenserne for befolkningen som helhed? Det ville være et interessant næste skridt for en biologisk fysiker med lidt ekstra regnetid.

Ref: arxiv.org/abs/1204.1339 : Mørkt stof kollisioner med den menneskelige krop

skjule