Stirrer ind i mørket
Udvidelsen af vores univers accelererer. Dette mærkelige fænomen kaldes mørk energi og blev først opdaget i undersøgelser af fjerne supernovaeksplosioner for omkring tyve år siden. Siden da er flere uafhængige bevislinjer alle kommet til den samme morose konklusion: Universet bliver fedtere og fedtere hurtigere og hurtigere.
Stadig, hvad pokker forårsager er? Hvad er mørk energi? Forskellige ideer bugner af potentielle årsager. Måske er det en illusion, og vores forståelse af tyngdekraften er simpelthen forkert i disse enorme skalaer. Måske gennemsyrer et noget mystisk felt hele rumtiden, der driver forstærkningen af afstandene mellem galakser i hele universet.
Langt den enkleste forklaring er, at mørk energi ganske enkelt er der. En simpel naturkonstant, der vises i ligningerne af generel relativitet, som er den grundlæggende ramme for, hvordan vi forstår vigtige kosmologiske forhold. Det har ingen forklaring og ingen årsag. Som enhver anden konstant natur er det bare en del af den grundlæggende virkelighed.
Selv om denne forklaring ikke er tilfredsstillende, forklarer den alle de tilgængelige data indtil videre.
Tappe på Quasars energi
Og dataene er simpelthen disse: Det ser ud til, at mørk energis styrke har været absolut konstant gennem den kosmiske tid. Den er der, til stede, uforanderlig i både tid og rum.
Måske.
En af de største udfordringer ved at studere arten af mørk energi er, at vi ikke har et komplet billede af universets ekspansionshistorie. I stedet har vi, hvad der svarer til kosmologiske "bookends" - vi kan studere udvidelsen på relativt nyere tid ved hjælp af type 1a supernova, og vi ved meget præcist universets tilstand, da den kun var 380.000 år gammel via den kosmiske mikrobølgebakgrund.
Vi har ikke et meget klart billede af, hvad universet var op til imellem, men for nylig forsøger et par forskere at ændre det ved at undersøge lyset fra fjerne kvasarer. Disse kvasarer er uhyrlige lyse genstande, drevet af tyngdekraftskomprimering af materiale, når det klemmer sig til at passe ind i kæmpe sorte huller. Kvasarer er langt de mest magtfulde motorer i universet, hvilket gør dem til fremragende kandidater til at kigge dybt ind i den kosmiske historie mellem bookendsne.
Den centrale udfordring er imidlertid, at du aldrig er helt sikker på, hvor langt væk en given kvasar er. Hvis den ene er lysere end den anden, er den første tættere… eller bare lysere? Uden en måde at fjerne disse kan du ikke få en fast afstand, hvilket betyder, at du ikke kan måle udvidelsen af universet, siden det tidspunkt, hvor kvasaren udsendte sit lys.
Forskerne anvendte imidlertid et nyt trick ved at sammenligne to forskellige slags lys, der udsendes af kvasarerne. Den første slags udsendes ultraviolet fra selve det faldende materiale. Den anden er hårdere røntgenstråler skabt af den ultraviolette stråling, der bliver styrket til højere energier fra endnu mere omgivende gas. Ved at sammenligne disse to emissionskilder kan forskerne afsløre den sande lysstyrke for hver kvasar og dermed kende deres afstande.
Big Rip, Big Deal
Og forskerne fandt, at mørke energi ifølge deres foreløbige resultater var svagere i fortiden. Det betyder, at det ikke er konstant - det udvikler sig og ændrer sig og bliver stærkere med tiden. Hvis dette resultat holder op (og det er et stort hvis) så bliver vores enkleste forklaring af mørk energi kastet ud af vinduet til fordel for noget mere kompliceret. Hvilket faktisk er en god ting - en skiftende mørk energi kan give os de ledetråde, vi har brug for for at udforske nye fysiske områder.
Men dette resultat maler også et mere mørkt billede af universets fremtid. Hvis mørk energi forbliver konstant, vil stjerner fortsætte med at skinne i snesevis af billioner af år, da galakser forsigtigt flyder væk fra hinanden. Men hvis mørk energi bliver stærkere med tiden, bliver dens frastødende kraft overvældende, ikke kun at skille galakser fra hinanden, men også rive galakserne fra hinanden.
Og solsystemer.
Og planeter.
Og molekyler.
Hvor lang tid tager det for dette “store rip” -scenarie at spille ud? Det afhænger af, hvor hurtigt mørk energi springer op, men det kan være inden for få milliarder år. Hvilket kosmologisk set ikke er så længe.
Læs mere: “Kosmologiske begrænsninger fra Hubble-diagrammet over kvasarer ved høje rødskift”
