Instrumentet DESI har leveret det hidtil største og mest præcise kort over universet. Målingerne antyder, at mørk energi udvikler sig med tiden, men fysikere fra Niels Bohr Institutet advarer om at overfortolke resultatet.
Instrumentet DESI har leveret det hidtil største og mest præcise kort over universet. Målingerne antyder, at mørk energi udvikler sig med tiden, men fysikere fra Niels Bohr Institutet advarer om at overfortolke resultatet.
Efter et års målinger af lyset fra seks millioner galakser har et internationalt hold af astrofysikere nu præsenteret det hidtil bedste kort over universet.
Det nye, tredimensionale kort fortæller, hvor hurtigt universet har udvidet sig igennem de seneste 11 milliarder år, og det er blevet til ved hjælp af det såkaldte Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI).
Instrumentet er monteret på et stort teleskop på toppen af bjerget Kitt Peak i den amerikanske delstat Arizona.
3D-kortet viser tydeligt, hvordan galakserne har klumpet sig sammen i store galaksehobe, der sidder som dugperler i et kosmisk spindelvæv.
Fra de fjerneste af de observerede galakser har lyset været 11 milliarder år om at nå hertil Jorden.
Ved at analysere de mange data kan astrofysikerne finde ud af, hvordan universet har udviklet sig med tiden, herunder hvor hurtigt det har udvidet sig.
Og måske er målingerne også første skridt mod en ny og bedre forståelse af mørk energi – den gådefulde energi, der får selve rummet og dermed også hele universet til at udvide sig stadig hurtigere.
»Indtil videre ser vi grundlæggende en overensstemmelse med vores bedste model af universet, men vi ser også nogle potentielt interessante forskelle, der kunne indikere, at mørk energi udvikler sig med tiden,« udtaler lederen af DESI-projektet Michael Levi i en pressemeddelelse.
Den mørke energi har stor betydning for universets alder, størrelse og skæbne. Derfor er det vigtigt at lære den mørke energi bedre at kende, og det er hele ideen med DESI-instrumentet.
Kosmologi er læren om universets struktur og udvikling. Siden 1920’erne har astronomerne været klar over, at universet udvider sig, og i de følgende årtier blev Big Bang-teorien udviklet og understøttet af forskellige slags observationer.
I 1970’erne fandt astronomerne ud af, at universet rummer meget mere stof, end det man kan se med teleskoper; nemlig en ukendt form for 'mørkt stof', der ikke udsender eller absorberer lys.
Selvom man ikke kan se mørkt stof, kan man regne ud, at det må være der, fordi det påvirker det almindelige, velkendte stof gennem tyngdekraften.
I mange årtier regnede astronomerne med, at universets udvidelse bliver bremset ned af al stoffet i universet. Men i 1998 kunne to forskerhold uafhængigt af hinanden vise, at universet i stedet udvider sig stadig hurtigere.
Effekten tilskrives en ’mørk energi’, der fungerer som en slags negativt tryk, der får selve rummet til at blive større.
Netop muligheden for, at de nye resultater kan omskrive lærebøgerne og føre til en ny teori for hele universet, har ført til overskrifter i store medier som The New York Times og The Guardian.
Men der skal mere til at imponere astrofysikerne fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.
»De nye DESI-målinger er fuldt ud konsistente med den kosmologiske standardmodel. Antydningerne af en mørk energi, der ændrer sig med tiden, er meget svage,« lyder det fra Radek Wojtak, der er lektor på forskningscenteret Dark Cosmology Centre (DARK) på Niels Bohr Institutet.
Med den kosmologiske standardmodel mener Radek Wojtak den model for universets indhold og udvikling, der også kaldes ΛCDM eller lambda-CDM.
Her repræsenterer det græske bogstav Λ en konstant mørk energi, og CDM står for Cold Dark Matter - det vil sige koldt mørkt stof.
Ordet 'koldt' betyder i denne her sammenhæng blot, at det mørke stof bevæger sig meget langsommere end lys.
Fysikerne er altså ret sikre på, at vi lever i et univers domineret af mørkt stof og mørk energi.
Alt det almindelige, velkendte stof, som stjerner, planeter og vi selv består af, udgør mindre end fem procent af universets indhold, og derfor spiller det ikke den helt store rolle i kosmologien.
Universet har udvidet sig i 13,8 milliarder år, og dets udvidelseshastighed har først og fremmest været dikteret af det mørke stof og den mørke energi. Stoffet forsøger at bremse udvidelsen, mens den mørke energi omvendt øger udvidelseshastigheden.
I den kosmologiske standardmodel er Λ, den mørke energi, en konstant, idet den antages at være konstant overalt og til alle tider. Men sådan er det ikke nødvendigvis.
»ΛCDM er vores bedste model for universet indtil videre. Man kan gøre modellen lidt mere sofistikeret ved at antage, at den mørke energi udvikler sig med tiden. Og ifølge DESI-kollaborationen er det store resultat, at deres data tyder på, at den mørke energi ikke er konstant – at den bliver lidt svagere med tiden,« forklarer Peter Laursen, der er astrofysiker og videnskabsformidler på Niels Bohr Institutet.
»Det kan sagtens være, at den mørke energi ikke er konstant med tiden. Men jeg vil sige, at dette resultat ikke er så statistisk signifikant, at vi kan sige noget om det,« fortsætter han.
Hundredvis af forskere fra en række lande er involveret i DESI-projektet, der ledes fra Lawrence Berkeley National Laboratory i USA. Projektet har været i gang siden 2015, hvor forskerne begyndte at bygge instrumentet.
De videnskabelige målinger af fjerne galakser startede i 2021, og DESI-projektet skal køre frem til 2026. Målet er at registrere 40 millioner galakser i alt.
Disse første resultater er fra målinger foretaget fra maj 2021 til juni 2022, og i de kommende år får vi langt flere og mere præcise målinger.
Både Radek Wojtak og Peter Laursen fra Niels Bohr Institutet gætter på, at nye og bedre data vil få antydningerne af en varierende mørk energi til at forsvinde.
Men de tør ikke udelukke, at der modsat kommer mere overbevisende beviser for, at den mørke energi ikke er helt så simpel som i den kosmologiske standardmodel.
»Det er superspændende. Men jeg vil gerne vente et par år og se de nye målinger, før jeg er klar til at vinke farvel til ΛCDM-modellen,« som Peter Laursen siger det. Og Radek Wojtak bakker op:
»Selvfølgelig kan vi få et overraskende resultat. Vi må bare vente og se.«
