Nya mätningar kan ge svar på gåtan om universums mörka energi.

Universum består till 72 procent av mörk energi. Denna gör att galaxerna i universum avlägsnar sig från varandra i allt snabbare takt. Det finns idag ingen förklaring till vad denna mörka energi är, men med resultat från en studie ledd av forskare från Oskar Klein Center vid Stockholms universitet har vi kommit ett steg närmare.

Mörk energi
Redan för 75 år sedan upptäcktes det att universum inte enbart består av de planeter, stjärnor och galaxer som natthimlen avslöjar. Då förstod man att det krävs någon form av osynlig materia för att hålla ihop galaxerna, och sedan dess har en rad observationer pekat på att universum inte bara byggs upp av vanliga atomer.

Hubble space telescope
Hubble Space Telescope Studien genomfördes med data insamlade med rymdteleskopet HST. Foto: NASA and STScl
Den stora revolutionen inom kosmologin har dock skett det senaste decenniet då astronomer gjort en rad stora framsteg med att kartlägga universum och förstå dess utveckling från den stora smällen fram till idag. Nyckeln till dessa framgångar var utvecklingen av CCD-kameran som belönades med 2009 års Nobelpris i fysik. Den kanske mest häpnansväckande upptäckten var att universums expansion inte bromsas upp, till skillnad från vad forskarna tidigare trott. Istället tycks expansionen accelerera vilket leder till att galaxerna avlägsnar sig ifrån varandra i allt snabbare takt, vilket belönades med Nobelpriset i fysik 2011″ (kanske också en länk på samma sätt som för 2009) Orsaken till detta är att universum domineras av en tidigare okänd form av energi, mörk energi, en slags antigravitation som driver på universums expansion. Även i gruppen bakom denna upptäckt ingick forskare från Stockholms universitet.


Mätningar av avlägsna supernovor
Det internationella forskarlaget Supernova Cosmology Project har presenterat mätningar av den mörka energin och dess egenskaper. De senaste studierna genomfördes med rymdteleskopet Hubble och leddes av Dr. Rahman Amanullah från Oskar Klein Center vid Stockholms universitet samt Dr. Nao Suzuki från Lawrence Berkeley Laboratory. Frågan forskarna försöker besvara är om, och i så fall hur, den mörka energin förändras med tiden. Ett svar på den frågan kan bidra till en teoretisk förklaring av den mörka energin.

Med hjälp av Hubble-teleskopet har gruppen studerat avlägsna supernovor. Dessa är exploderande stjärnor som lyser mycket starkt och därför kan observeras över stora avstånd. Supernovorna fungerar som fyrtorn och genom att mäta deras ljusstyrka kan avståndet till dem bestämmas. Ju längre bort forskarna observerar, desto längre bak i tiden skådar de även. Den mest avlägsna supernovan de hittade låg över 8 miljarder ljusår bort och exploderade således 3,5 miljarder år innan solsystemet och jorden bildades.

Genom att mäta avståndet till supernovor vid olika tidpunkter i universums historia går det att kartlägga universums expansion fram till idag. I och med att expansionen till viss del styrs av den mörka energin går det därför i förlängningen även att bestämma hur denna utvecklats med tiden. Resultaten pekar på att både densiteten och egenskaperna för den mörka energin inom ramen för mätnoggrannheten inte förändras med tiden. Detta är exakt vad man förväntar sig för den så kallade kosmologiska konstanten.

Foto av supernovan SN2006X,
Supernovan 2006X Bilden av supernovan 2006X (markerad med det röda korset) har tagits av gruppen på Fysikum tagit med Nordic Optical Telescope. Denna supernova är dock inte inkluderad i deras senaste resultat, då den är för närliggande för att studera universums expansion.

Den kosmologiska konstanten infördes ursprungligen av Albert Einstein när han baserat på sin allmänna relativitetsteori formulerade en modell för ett statiskt universum. Den kosmologiska konstanten var tänkt att balansera tyngdkraften mellan galaxerna som annars skulle tvinga universum att kollapsa. Upptäckten av universums expansion visade emellertid att universum inte är statiskt och Einstein lär då ha avfärdat den kosmologiska konstanten som sitt ”största misstag”.

Man ska dock komma ihåg att en kosmologisk konstant är bara något som man ad hoc kan införa för att det inte finns något i Einstein’s ekvationer som förbjuder det. Det finns å andra sidan ingen grundläggande teori som vare sig motiverar den eller kopplar ihop den med vår övriga förståelse av naturlagarna. Med andra ord, även om en kosmologisk konstant kan förklara supernovamätningarna, så finns det inget svar på varför den gör det.

Pressmeddelanden och publikationer
Pressmedelande från Stockholms universitet http://www.su.se/pub/jsp/polopoly.jsp?d=426&a=78057

Originalpublikationen och mer bakgrundsinformation finns på http://supernova.lbl.gov/Union

– Rahman Amanullah (rahman@fysik.su.se)

Share this post
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *