Forskning i universets udvidelse udløser Nobelprisen i fysik
Årets nobelpris i fysik går til tre amerikanske stjerneforskere for deres skelsættende opdagelse af, at universet udvider sig med accelererende hast. Prisen er yderst velfortjent, mener dansk forsker.

De tre vindere. Fra venstre: Saul Perlmutter, født 1959 i USA og professor i astrofysik ved Lawrence Berkeley National Laboratory og University of California.
Brian P. Schmidt, født 1967 i USA. Har en doktorgrad i filosofi ved Harvard University og er desuden professor ved Australian National University i Australien.
Adam G. Riess, født 1969 i Washington, USA og professor i astronomi og fysik ved Johns Hopkins University i Baltimore. (Foto: Nobelprize.org)

Forestil dig, at du kaster en bold højt op i luften. Men i stedet for at falde ned igen, opdager du måbende, at den bare fortsætter hurtigere og hurtigere op mod himlen.

Det lyder utroligt, men ikke desto mindre er det et billede på, hvad der sker, når universets udvidelse accelereres.

Det faktum beskrev de tre amerikanske forskere, Saul Perlmutter fra University of California, Berkeley, Adam Riess fra Johns Hopkins University i Baltimore, USA, og Brian Schmidt fra Australian National University, første gang i 1998 ud fra to uafhængige studier.

Opdagelsen har nu sikret dem den prestigefyldte nobelpris i fysik. Den ene halvdel af prisen går til lederen bag det ene projekt, Saul Pearlmutter, mens den anden halvdel af prisen skal deles mellem de to mest fremtrædende forskere fra det andet team, Brian Schmidt og Adam Riess.

Dansk forsker er ikke overrasket

At universet udvider sig, har man vidst siden starten af forrige århundrede. (Se også boks under artiklen)

Men det, som de tre amerikanere har påvist gennem studier af lys fra eksploderende supernovaer, er, at udvidelsen ikke sker med en konstant eller langsomt aftagende hastighed, som man i første omgang troede. I stedet går udvidelsen faktisk hele tiden hurtigere og hurtigere, stik imod alle forventninger.

Den danske lektor i astrofysik, Steen H. Hansen, fra Dark Cosmology Centeret på Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet, synes, at de tre amerikanske forskere har fortjent at vinde Nobelprisen.

»Det er en helt fantastisk opdagelse, de har gjort, så det var faktisk kun et spørgsmål om, hvornår de ville få prisen. Deres forskning har revolutioneret vores måde at tænke på.«

Opdagelsen beviser, at ’mørk energi’ findes

Fakta

De tre Nobelprisvindere er nået frem til deres resultater om universets accelererende udvidelse ved at måle lyset fra fjerne supernovaer.

En supernova er en døende stjerne. Når den døende stjerne kollapser og eksploderer, bliver de yderste lag af stjernens gas kastet ud i rummet med meget stor fart.

Ved at studere lysstyrken fra eksplosionerne og den såkaldte ’rødforskydning’, som opstår, når stjerner bevæger sig væk fra jorden, hvilket gør lyset bliver mindre energiholdigt, har de tre amerikanske forskere både kunnet måle afstanden til supernovaerne og den fart, hvormed de bevæger sig væk fra Jorden.

Opdagelsen er ikke noget, man kan teste i et laboratorium, hvilket gør resultatet svært at forholde sig til.

Men amerikanernes yderst gennemarbejdede målinger bygger på så omfattende en databehandling, at resultaterne ifølge Steen H. Hansen må anses som et bevis på, at der eksisterer en såkaldt ukendt ’mørk energi’ eller ’kosmologisk konstant’, som også den berømte fysiker Albert Einstein spekulerede i, da han i 1915 formulerede sin relativitetsteori.

Hvad mørk energi præcis er, ved forskerne stadig ikke, men man kan beskrive mørk energi som noget, der virker modsat af tyngdekraften - det spreder alting i universet og får alt til at fjerne sig fra hinanden.

»Man har været nødt til at indføre mørk energi i ligningen for at forklare, at universet udvidelse accelereres. Men at udvidelsen sker med accelererende hastighed, er komplet uventet - som at vende et stykke papir fra sort til hvidt. Den indsigt kan være meget svær at tro på for de fleste. Men det at de amerikanske forskere er nået frem til de samme observationer med to uafhængige projekter, fjerner den største tvivl,« fortæller Steen H. Hansen.

Mørk energi ændrer vores perspektiv

De tre amerikaneres opdagelse af mørk energi har revolutioneret vores viden om universet, forklarer Steen H. Hansen.

»Vi mennesker har tendens til kun at tro, hvad vi ser med vores egne øjne. Men opdagelsen af mørk energi viser os, at det, vi kan se, faktisk kun udgør 4 procent af alting - de resterende 96 procent i universet kan vi simpelthen ikke se.«

Steen H. Hansen forklarer, at næste skridt bliver at undersøge, hvordan den mørke energi kommer til at udvikle sig.

»Vi ved ikke, hvordan den mørke energi udvikler sig, men det er det, man prøver at måle gennem nutidige observationer og derefter sammenligne med forskellige teoretiske modeller. Hvis vi kan finde en variation i tid af den mørke energi, kan vi måske få en forståelse af, hvad mørk energi mere præcist er,« siger han.

Big bang

Universet blev født for næsten 14 mia. år siden i en meget tæt og varm tilstand, man kalder big bang.

Big bang teorien er den mest accepterede teori for, hvordan universet har udviklet sig, siden det blev dannet. Teorien fortæller ikke noget om, hvordan og hvorfor universet blev til, men kun om hvad der er sket efter big bang.

Ifølge big bang teorien blev universet født for ca. 13,7 mia. år siden. Universet var allerede uendelig stort fra det øjeblik, det blev dannet, men var overalt presset tæt sammen. Universet var derfor overalt ufattelig varmt og tæt. Af ukendte årsager begyndte universet at udvide sig og det gør det stadig den dag i dag.

Universet udvider sig

Det lyder måske umiddelbart som en mærkelig teori, men det er ikke bare en idé, som astronomerne har fået. Teorien hviler på en masse observationer af universet, som det ser ud i dag.

En meget vigtig observation er, at universet udvider sig. Det bliver overalt strakt i alle retninger. Når universet udvider sig, må det jo tidligere have været mere sammenpresset.

Tiden startede med big bang 

Det er ikke kun selve universet, der startede ved big bang, også selve tiden opstod her. Det giver derfor ikke mening at spørge om, hvad der var før big bang. Tiden, som vi kender den, eksisterede simpelthen ikke før big bang.

Elementarpartiklerne opstod først efter big bang 

Lige efter big bang så universet helt anderledes ud, end det gør i dag. Blandt andet flød quarkerne, som er de partikler, protoner og neutroner er bygget op af, frit omkring. Men dengang var både tryk og temperatur ekstremt høje, fordi universet jo overalt var presset tæt sammen.

Efterhånden som universet udvidede sig og derfor kølede af, smeltede partiklerne dog sammen til de elementarpartikler, vi kender i dag – protoner, neutroner og elektroner. Senere gik disse partikler sammen og dannede de letteste grundstoffer brint og helium, som den dag i dag er det, der er mest af i universet. De tungere grundstoffer er alle dannet senere i stjerner og spredt til resten af universet gennem supernovaeksplosioner.

Kilde: Rummet.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om Evidensbarometeret, som Videnskab.dk lige har lanceret.