Forsiden

BANG!!..... og så CRUNCH?..... eller RIP?


Det som Einstein en gang kalte sin største tabbe kan vise seg å spille en viktig rolle i universets skjebne.
Article image
(VitNytt)

Einsteins største tabbe

"Mørk energi er kanskje det største mysteriet i fysikken," sier Steve Allen fra Institutt for Astronomi ved Universitetet i Cambridge i England. "Derfor er det ekstremt viktig å finne uavhengige metoder for å bestemme om det faktisk eksisterer og hvilke egenskaper det har."

Tidlig på nittenhundretallet var Big Bang enda ukjent, og de fleste – også Einstein – trodde at universet var statisk, noe som alltid hadde eksistert og som bare ”var der”. Einstein revolusjonerte måten vi oppfatter universet på, men han ble selv forbauset da han oppdaget at i følge hans egne beregninger skulle universet krympe på grunn av gravitasjonskraften..

Einstein puttet da rett og slett inn en konstant som skulle veie opp for gravitasjonen. Det endelige resultatet var en ”formel for universet” det alt ”var i ro og evig” – i samsvar med hans og alle andres forventninger.

Da Hubble like etterpå beviste at universet ikke var evig og statisk, angret Einstein: Han kalte konstanten ”sitt livs største tabbe”- og tok den ut av ligningen igjen.

Hubble var den første som observerte at fjerne galakser beveget seg fra oss. Den eneste forklaringen måtte være et ur-smell der alt ble slynget fra hverandre - universet var så absolutt i bevegelse.

Den store overraskelsen

Big Bang skjedde for nesten 14 milliarder år siden. Hvordan vet vi ikke men eksplosjonen var så kraftig at den enda ikke har stoppet.

Som i enhver annen eksplosjon forventet man at universets ekspansjon avtar og til stutt stopper opp før den eventuelt snur og faller sammen. Stor var derfor overraskelsen da man i 1998 oppdaget at ekspansjonen ikke minker, den øker.

På samme måte som at tusjmerker på overflaten av en ballong vil strekkes fra hverandre når du blåser den opp, vil også galaksene i universet bevege seg fra hverandre ettersom universet ekspanderer. Ved å hjelp av supernovaer (eksploderende stjerner) som er synlig over lange distanser, klarte man i 1998 å måle avstanden til fjerne galakser med stor nøyaktighet. Det de fant var at galaksene bevegde seg raskere enn man hadde trodd. Universet ekspanderer ikke med konstant eller hastighet som man skulle tro, det tvert imot akselererer.
Article image
Bildet er en komposisjon mellom et optisk bilde av galakser og et X-ray bilde av den varme gassen som finnes i sentrum av galaksehoper. Det er altså ikke stjerner vi ser men galakser. Det røde området i sentrum er den varme gassen. (Optisk: NAOJ/Subaru/H. Ebeling og X-ray: NASA/CXC/IoA/S.Allen et al.)

Kvintessensen

For å forklare de nye resultatene ble Einsteins konstant på nytt tatt med i ligningene. Noen kaller den for Den Kosmologiske Konstanten; andre kaller den for Kvintessensen etter det femte element (etter ild, jord, luft og vann) - og dette noe som gjør at universet akselererer kalles gjerne mørk energi. Vi vet ikke hva mørk energi er, bare at den finnes og at den virker motsatt av gravitasjon - istedenfor å trekke gjenstander sammen, skyver den dem fra hverandre.

Det endelige beviset

Supernovaer var lenge det eneste fenomenet som kunne brukes til å påvise eksistensen av mørk energi. Ved å bruke romteleskopet Chandra har forskere nettopp fått bekreftet disse målingene med en ny metode.

Med Chandra kan man måle avstanden til galaksehoper, og dermed se at ekspansjonen til universet akselererer. Ved å sammenligne avstanden med signaler fra varm gasskyer som befinner seg mellom galaksene, får man også et inntrykk av hvor mye mørk energi som finnes.

Etter dette er det nå klart at mørk energi finnes, men det er enda usikkert hvor mye det er. Det er til og med mulig at mengden varierer. Det er da ikke snakk om en kosmologisk konstant lengre, men navnet er så innarbeidet at det antageligvis vil henge med oss likevel.
Article image
De nye Chandraobservasjonene tilsier at energimengden i universet består av 75% mørk energi, 21% mørk materie og 4% normal materie. Kun normal materie kan ses med teleskoper, resten er usynlig og måles kun via virkningene på den normale materien. (NASA/CXC/M.Weiss)

Universets mange skjebner

Mørk energi er nært knyttet opp til universets videre liv og skjebne, og som Michael Turner ved Universitetet i Chicago sier det: ”Før vi vet mer om den kosmiske akselerasjonen og egenskapene til mørk energi kan vi ikke si noe bestemt om universets skjebne.”

Enkelte tror at den mørke energien er i forandring, og at den en gang kan bli ”negativ”. Istedenfor å dytte galaksene fra hverandre vil den hjelpe gravitasjonen med å trekke dem sammen.

Da er det mulig at universet, som startet med Big Bang, ender opp i et Big Crunch der alt kollapser til et punkt...

Hvis effekten derimot øker, vil alt i universet trekkes fra hverandre stadig raskere og hardere i et slags kappløp mellom mørk energi og gravitasjonskraft. Gravitasjonskraften holder stjernene i melkeveien sammen, men når rommet ekspanderer raskere enn gravitasjonen kan holde det sammen vil stjernene rives fra hverandre...

... solen vil ikke kunne holde på planetene, og til slutt vil til og med atomene i universet rives i biter i et Big Rip! Vi får trøste oss med at resultatene fra Chandra hittil viser at nivået på mørk energi er noenlunde konstant, selv om det kanskje øker over tid...

Den STORE ukjente

Ifølge Einsteins teorier er energi og materie to sider av samme sak. Hvis man samler alle stjerner og planeter som finnes i hele universet, vil de utgjøre under 4% av den totale mengde energi og materiale som finnes. 21% av det totale ”energi-materie-budsjettet” består av mørk materie – som ikke består av vanlige atomer, men som finnes som et lokk rundt alle typer galakser. De resterende 75% er mørk energi – som finnes overalt, men som er så svak i seg selv at effekten kun kan sees over store avstander.

Det er lenge blitt sagt at det finnes mer mellom himmel og jord enn vi aner, og når vi ser mot himmelen ser vi altså bare en tjuefemdel av det som egentlig finnes. Spørsmålet er om det finnes mer enn vi noen gang kan forestille oss?