Hur mörk materia interagerar med människokroppen

En av de stora utmaningarna inom kosmologi är att förstå naturen hos universums så kallade saknade massa.

Astronomer har länge vetat att galaxer hålls samman av gravitationen, en kraft som beror på mängden massa en galax innehåller. Galaxer snurrar också och genererar en kraft som tenderar att få denna massa att flyga isär.

De galaxer som astronomerna kan se slits inte sönder när de roterar, förmodligen för att de genererar tillräckligt med gravitation för att förhindra detta.

Men det väcker en gåta. Astronomer kan se hur mycket synlig massa det finns i en galax och när de lägger ihop det hela finns det inte någonstans tillräckligt för den nödvändiga mängden gravitation. Så något annat måste generera denna kraft.

En idé är att gravitationen är starkare på den galaktiska skalan och så naturligt ger den extra kraften att limma ihop galaxer.

En annan är att galaxerna måste vara fyllda med materia som astronomer inte kan se, den så kallade mörka materian. För att få siffrorna att fungera måste det här stå för ungefär 80 procent av massan av galaxer så det borde finnas mycket av det runt omkring. Så var är det?

Fysiker har tävlat om att ta reda på det med detektorer av olika slag och mer än en grupp säger att de har hittat bevis för att mörk materia fyller vårt solsystem i mängder som är ännu större än många teoretiker förväntar sig. Om de har rätt plöjer jorden och allt på den sig genom ett tätt hav av mörk materia just i detta ögonblick.

Idag beskriver Katherine Freese vid University of Michigan i Ann Arbor och Christopher Savage vid Stockholms universitet i Sverige vad detta betyder för oss människor, eftersom vi också måste tränga oss igenom denna täta dimma av mörka grejer.

Vi vet att vad mörk materia än är så interagerar den inte särskilt starkt med vanlig materia, för annars skulle vi redan ha upptäckt dess effekter.

Så även om miljarder partiklar av mörk materia måste passera genom oss varje sekund, passerar de flesta obehindrat. Då och då kommer man dock att kollidera med en kärna i vår kropp. Men hur ofta?

Freese och Savage beräknar hur många gånger kärnor i den medelstora köttklumpen borde kollidera med partiklar av mörk materia. Med medelstora menar de en köttklump på 70 kg gjord till stor del av syre, väte, kol och kväve.

De säger att mörk materia är mest sannolikt att kollidera med syre- och vätekärnor i kroppen. Och givet de vanligaste antagandena om mörk materia kommer detta sannolikt att hända cirka 30 gånger om året.

Men om de senaste experimentella resultaten är korrekta och interaktioner mellan mörk materia är vanligare än förväntat, kommer antalet kollisioner mellan människa och mörk materia att vara mycket högre. Freese och Savage beräknar att det måste vara cirka 100 000 kollisioner per år för varje människa på planeten.

Det betyder att du förmodligen har blivit träffad en handfull gånger när du läste det här inlägget.

Freese och Savage gör ingen uppskattning av den potentiella påverkan på hälsan som denna bakgrundsfrekvens av kollisioner kan ha. Det skulle bero på energin och rörelsen hos en kärna efter att den hade träffats och vilken typ av skada den kan orsaka på närliggande vävnad.

Det måste säkert representera en liten risk per människa, men vilka är konsekvenserna för befolkningen som helhet? Det skulle vara ett intressant nästa steg för en biologisk fysiker med lite extra beräkningstid.

Ref: arxiv.org/abs/1204.1339 : Mörk materia kollisioner med människokroppen

Dölj