Annonceinfo

Mørk energi-kamera har taget sine første billeder

Et nyt kamera, som i løbet af de næste fem år skal kortlægge en ottendedel af stjernehimlen og kan fotografere ekstremt lyssvage galakser, har netop taget sine første billeder. Se dem her.

Emner: , ,

Fakta

En supernova er en gigantisk stjerneeksplosion med enorme mængder energi.

En supernovaeksplosion opstår, når en stor, tung stjerne har opbrugt alt sit brændstof, og energiproduktionen går i stå.

Det nye Dark Energy Camera (DECam) i Chile har netop taget sine første billeder af ekstremt fjerne og lyssvage galakser.

Kameraet har været otte år undervejs og skal i løbet af de næste fem år tage så mange billeder, at astrofysikerne får et detaljeret panoramabillede af en ottendedel af stjernehimlen med intet mindre end omtrent 300 millioner galakser, 100.000 galaksehobe og 4.000 eksploderende stjerner, såkaldte supernovaer.

Projektet går under navnet ’Dark Energy Survey’ og har til formål at give videnskaben en dybere forståelse af den mørke energi, der menes at udgøre mere end 70 procent af alt stof og energi i universet.

Skal forstå mysteriet om mørk energi

Hvert eneste billede, Dark Energy Camera tager, kan fange op til 100.000 galakser op til otte milliarder lysår væk.

»At få det første lys igennem Dark Energy Camera markerer starten på en væsentlig ny æra i vores udforskning af det kosmiske grænseland,« udtalte James Siegrist, direktør for afdelingen for højenergifysik på U.S. Department of Energy i en pressemeddelelse.

»Resultaterne af denne undersøgelse vil bringe os tættere på en forståelse af mysteriet omkring den mørke energi, og dens betydning for universet.«

Mørk energi

En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er, at Universet udvider sig. Det var den amerikanske astronom Edwin Hubble, der i 1920’erne fandt, at fjerne galakser bevæger sig væk fra os. Dette skyldes ikke, at vi befinder os et særligt sted i Universet. En observatør i en hvilken som helst anden galakse vil også se alle andre galakser fjerne sig. Eftersom alle galakser bevæger sig væk fra hinanden, må de en gang have været meget tættere på hinanden.

Hvad er Universets skæbne? Vil udvidelsen vare ved? Inden for rammerne af Einsteins teori er disse spørgsmål ganske ligetil at undersøge. Hvis der er nok stof i Universet, vil tyngdekraften bremse udvidelsen og på et tidspunkt få Universet til at begynde at trække sig sammen. Som følge heraf, i en meget fjern fremtid, vil hele Universet falde sammen i en slags omvendt Big Bang – et Big Crunch. Men hvis der derimod ikke findes nok stof i Universet, så vil udvidelsen fortsætte for evigt og Universet vil blive mere og mere tomt, koldt og mørkt.

Det hele afhænger således af, om der er nok masse i Universet til at skabe så stor en tyngdekraft, at det kan bremse udvidelsen. For at bestemme om Universet vil blive ved med at udvide sig eller måske ligefrem trække sig sammen bliver vi så at sige nødt til at finde ud af, hvad Universet vejer – eller rettere måle hvor meget masse, der findes i Universet. Det er ikke så let direkte at veje hele Universet. I stedet kan man forsøge at se hvordan Universets udvidelseshastighed ændrer sig med tiden.

Hvis Universet udvidelseshastighed bestemmes som den er nu, dvs. tæt på os selv og i det tidlige univers, dvs. langt fra os – er det muligt at udlede, med hvilken hastighed udvidelsen foregik for længe siden. Hvis Universet indeholder en masse stof, som bremser udvidelsen, burde udvidelsen have været betydeligt hurtigere før i tiden. Så det gælder om at måle udvidelsen på flere tidspunkter i Universets historie.

Nu om dage forsøger man at benytte supernovaer til at måle afstande med, fordi supernovaer lader til at være gode standard-lyskilder.

Supernovaer er imidlertid ganske sjældne. I Mælkevejen er Keplers supernova i 1604 den sidste vi har observeret. En supernova er en kort varig kraftig lyskilde. Efter nogle ugers opblussen bliver supernovaen usynlig. Det gælder derfor om at observere standard-lyskilden i en fart! De største kikkerter i verden bliver brugt til jævnligt at gennemsøge en større bid af himlen i et forsøg på at finde nye lysende objekter i det fjerne univers. Nærmere studier af disse objekter er påkrævet for at påvise, om det virkelig drejer sig om den rette type supernova. Måling af en supernovas lysstyrke – og dermed dens afstand – samt den hastighed med hvilken den bevæger sig væk fra os – kan derefter anvendes til at måle Universets udvidelse.

Al form for stof – almindelig såvel som mørkt stof – udøver en tyngdetiltrækning på resten af Universet, og det vil derfor virke opbremsende på Universets udvidelse. Hvis Universet udvider sig langsommere og langsommere, må det forventes, at de fjerne supernovaer (hvis lys blev udsendt for længe siden) bevæger sig hurtigere væk fra os end de nære supernovaer (hvis lys blev udsendt for nylig). Men Universet opfører sig ikke, som forventet. Resultaterne af observationer af supernovaer har vist at Universet ikke blot udvider sig men at udvidelsen går hurtigere og hurtigere. Universet accelererer!

Supernova-astronomerne har ledt efter eventuelle fejlfortolkninger i observationerne. Måske er supernovaerne alligevel ikke standard-lyskilder? Måske bevirker kosmisk støv, at supernovaerne ser svagere og dermed fjernere, ud end de i virkeligheden er?

Måske vil fremtidige observationer vise, at det relativt lille antal supernovaer man hidtil har set, ikke er repræsentativt? Men efter flere års systematiske og gentagne undersøgelser af supernovaresultaterne synes disse dog at være holdbare. Faktisk har observationer af flere supernovaer kun gjort resultaterne endnu mere pålidelige.

Hvordan ser Universets fremtid da ud? Det kan vi ikke sige med sikkerhed. Det beror i høj grad på den mørke energis egenskaber, og derom ved vi endnu meget lidt. I det simpleste scenario ændrer den mørke energi sig ikke med tiden. Det indebærer at den bliver vigtigere og vigtigere for Universets udvikling, da udvidelsen gør, at stoffet tyndes ud. I et sådant scenario bliver Universets udvidelse ved med at accelerere.

Galakser farer længere og længere væk fra hinanden, og Universet bliver i fremtiden et koldt, tomt og mørkt sted. Men måske forandres den mørke energis egenskaber med tiden, og Universets udvikling ændres. Mange astronomer finder det lige mærkeligt nok, hvis den mørke energi er konstant. Det vil betyde, at fremtidens Univers vil være helt domineret af mørk energi. Det vil også betyde, at den mørke energi var helt ubetydelig i Universets barndom. I det tidlige Univers var det normale stof meget tættere, og dette gjorde at tyngdekraften fra dette stof dominerede over den mørke energis anti-tyngdekraft.

I dag ved vi meget mere om Universet end for bare 10 år siden. Vi har et billede, der stemmer overens med flere uafhængige observationer af Universet. På den anden side er der mange ubesvarede spørgsmål. Dagens Univers består af 70 % mørk energi – og vi har ingen anelse om, hvad det egentlig er. Et bud er, at der er tale om ”vakuumenergi” altså energi, som er til stede i det tilsyneladende tomme rum. Ifølge Einsteins har denne vakuumenergi masse. Det betyder, at vakuumenergien har en gravitationsvirkning på Universets udvidelse. Men bemærkelsesværdigt nok er vakuumenergiens virkning den omvendte af stofs. Stof forårsager at udvidelsen går langsommere og kan med tiden standse eller vende den, mens vakuumenergien altså skulle få udvidelsen til at accelerere.

Så meget tyder på, at det tomme rum ikke er helt tomt, men at det indeholder en smule energi. Og da Universet udvider sig, og mængden af tomt rum herved bliver større og større, bliver der mere og mere af denne energi

I de kommende år vil den mørke energi blive kortlagt, blandt andet vha. resultaterne fra supernova-observationerne samt ved undersøgelser af den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

Læs mere om projektet på Fermilabs hjemside

http://www.fnal.gov/pub/presspass/press_releases/2012/DES-DECam-201209.html

Kilder: NBI/Anja Andersen/Fermilab

Videnskab.dk har flere gange skrevet om mørk energi:

http://videnskab.dk/miljo-naturvidenskab/mork-energi-har-magten-i-universet

Seneste fra Miljø & Naturvidenskab

Køb køb køb

Annonceinfo

Det læser andre lige nu

Annonceinfo

Annonceinfo

Abonner på vores nyhedsbrev

Når du tilmelder dig, deltager du i konkurrencen om lækre præmier.
Annonceinfo

Seneste kommentarer

Seneste blogindlæg