Stirrer inn i mørket
Utvidelsen av universet vårt akselererer. Dette merkelige fenomenet kalles mørk energi, og ble først oppdaget i undersøkelser av fjerne supernovaeksplosjoner for omtrent tjue år siden. Siden den gang har flere uavhengige bevislinjer kommet til samme morose konklusjon: Universet blir fetere og fetere raskere og raskere.
Likevel, hva pokker forårsaker er? Hva er mørk energi? Ulike ideer florerer av potensielle årsaker. Kanskje er det en illusjon, og vår forståelse av tyngdekraften er rett og slett feil på disse enorme skalaene. Kanskje gjennomsyrer et noe mystisk felt all romtid, som driver forsterkningen av avstandene mellom galakser i hele universet.
Den klart enkleste forklaringen er at mørk energi ganske enkelt er der. En enkel naturkonstant som vises i likningene av generell relativitet, som er den grunnleggende rammen for hvordan vi forstår saker kosmologisk. Det har ingen forklaring og ingen årsak. Som enhver annen konstant av natur, er det bare en del av den grunnleggende virkeligheten.
Selv om denne forklaringen ikke er tilfredsstillende, forklarer den all tilgjengelig data så langt.
Tapper på Quasars Energy
Og dataene er ganske enkelt dette: Det ser ut til at mørk energis styrke har holdt seg helt konstant gjennom hele den kosmiske tiden. Den er der, til stede, uforanderlig i både tid og rom.
Kan være.
En av de største utfordringene ved å studere naturen til mørk energi er at vi ikke har et fullstendig bilde av universets ekspansjonshistorie. I stedet har vi det som utgjør kosmologiske "bookends" - vi kan studere utvidelsen på relativt nyere tid ved å bruke type 1a supernova, og vi vet veldig presist universets tilstand da den bare var 380 000 år gammel via den kosmiske mikrobølgebakgrunnen.
Vi har ikke et veldig tydelig bilde av hva universet var oppe i mellom, men nylig prøver et par forskere å endre det ved å undersøke lyset fra fjerne kvasarer. Disse kvasarene er uhyrlige lyse gjenstander, drevet av tyngdekompressjonen av materiale når de klemmer seg for å passe inn i gigantiske sorte hull. Kvasarer er de desidert kraftigste motorene i universet, noe som gjør dem til utmerkede kandidater for å kikke dypt inn i den kosmiske historien mellom bookends.
Den sentrale utfordringen er imidlertid at du aldri er helt sikker på hvor langt unna en gitt kvasar er. Hvis en er lysere enn en annen, er den første nærmere ... eller bare lysere? Uten en måte å skille ut disse, kan du ikke få en sterk avstand, noe som betyr at du ikke kan måle utvidelsen av universet siden tiden da kvasaren sendte lyset ut.
Imidlertid anvendte forskerne et nytt triks ved å sammenligne to forskjellige typer lys som sendes ut fra kvasarene. Den første typen er ultrafiolett som slippes ut fra selve det fallende materialet. Det andre er hardere røntgenstråler skapt av ultrafiolett stråling og blir økt til høyere energier fra enda mer omgivende gass. Ved å sammenligne disse to utslippskildene, kan forskerne avsløre den sanne lysstyrken til hver kvasar og dermed kjenne deres avstander.
Big Rip, Big Deal
Og forskerne fant ut at, ifølge deres foreløpige resultater, mørk energi var svakere i fortiden. Det betyr at den ikke er konstant - den utvikler seg og endres og blir sterkere med tiden. Hvis dette resultatet holder opp (og det er et stort hvis) da må vår enkleste forklaring av mørk energi bli kastet ut av vinduet til fordel for noe mer komplisert. Noe som faktisk er en god ting - en skiftende mørk energi kan gi oss ledetrådene vi trenger for å utforske nye fysiske områder.
Men dette resultatet maler også et mer dyster bilde av universets fremtid. Hvis mørk energi forblir konstant, vil stjerner fortsette å skinne i titalls billioner av år mens galakser forsiktig driver bort fra hverandre. Men hvis mørk energi blir sterkere med tiden, blir dens frastøtende kraft overveldende, og driver ikke bare galakser fra hverandre, men ripper også galakene fra hverandre.
Og solsystemer.
Og planeter.
Og molekyler.
Hvor lang tid tar det for dette “store rip” -scenariet å spille ut? Det avhenger av hvor raskt mørk energi ramper opp, men det kan være i løpet av noen få milliarder år. Hvilket, kosmologisk sett, ikke er så lenge.
Les mer: “Kosmologiske begrensninger fra Hubble-diagrammet over kvasarer ved høye rødskift”
