Det er kun lidt over en måned siden, James Webb-teleskopet foldede sine spejle ud og sendte os de første billeder af nogle af de dybeste og ældste afkroge af Universet.
Billeder af fjerne konstellationer og kosmiske stjernelandskaber har taget pusten fra lægmænd såvel som astronomer, og flere gange har teleskopet tilsyneladende slået sin egen rekord for ældste observerede galakse nogensinde.
Men selvom det på mange måder er fantastisk, har de mange fund også fået astronomerne til at klø sig i hovedet.
Galakserne fra universets spæde år er nemlig langt større - og langt mere talrige - end de burde være ifølge vores nuværende forståelse af, hvordan universet udvikler sig, lyder det fra flere forskere.
»Galakserne, som stammer fra 200 til 300 millioner år efter Big Bang, burde ikke have haft tid til at vokse sig så store, som de tilsyneladende er,« siger Peter Laursen fra The Cosmic Dawn Center til Videnskab.dk.
»Det passer simpelthen ikke med de modeller, vi har.«
Det kan betyde en ud af to ting, fortæller astronomen:
Enten skal vi til at revidere vores modeller for, hvordan universet udvikler og indretter sig, hvilket ville betyde et decideret paradigmeskift i kosmologien. Det ville i samme ombæring også betyde, at vi må lave om på vores forståelse af størstedelen af Universets materiale, nemlig mørkt stof.
Eller også er astronomernes fortolkning af dataen forkert. Og det er der faktisk en ikke helt ubetydeligt risiko for, så derfor tager vi dette scenarie først:
Galaksers afstand og universets alder hænger sammen
Der er nemlig flere ting, som skal dobbelttjekkes, inden vi begynder at skrive lærebøgerne om, fortæller Peter Laursen til Videnskab.dk.
En af disse er, om galakserne, James Webb har observeret, faktisk ses i så fjern en fortid, som det umiddelbart ser ud til.
Her er det først vigtigt at slå fast, at en galakses afstand til os og universets alder på det tidspunkt, vi ser dem, hænger sammen. Det er, fordi lyset har brugt længere tid på at rejse ned til os, jo længere væk galaksen ligger. De fjerneste galakser ser vi således længst tilbage i tiden.
Måden, man måler galaksers afstand fra os, og dermed også deres alder, er ved at kigge på det lys, de udsender. Desto rødere lyset er, desto længere væk er lysets kilde.
Fænomenet kaldes rødforskydning, og du kan læse en uddybende forklaring i faktaboksen herunder.
\ Hvad er rødforskydning?
Når lys rejser gennem et univers, som udvider sig, vil lyset selv 'udvide' sig:
Dets bølgelængde bliver længere, og dermed bliver dets farve rødere og rødere, jo længere tid det rejser.
Lyset fra de allerfjerneste galakser er rødforskudt helt ud i det meget langbølgede infrarøde lys, hvilket James Webb er designet til at kunne se.
Når James Webb-teleskopet kaster sit blik ud i universet, ligner det ved første øjekast, at de fundne galakser er meget fjerne - helt tilbage fra 200 - 300 millioner år efter Big Bang. Til sammenligning er universet 13,8 milliarder år gammelt.
Men der er et ‘men’.
‘Støvede’ galakser
For der er også andre ting, der kan få lyset til at blive rødt i en galakse:
Enten kan en galakse være støvet.
Når stjerner dør, laver de stoffer, der kan samle sig til støv. Dette støv suger noget af lyset til sig, men det suger i højere grad det kortbølgede, blå lys end det langbølgede, røde lys.
På den måde kan en særlig støvet galakse fremstå rød og dermed altså fjernere, end den egentlig er.
‘Strangulerede’ galakser
En anden forklaring på, at en galakse fremstår rød, kan være, at galaksen er stoppet med at producere nye stjerner.
Det sker, hvis de første stjerner i en galakse suger al den tilgængelige gas til sig og intet efterlader til nye stjerner.
Fordi små røde stjerner har længere levetid end de store og mere blålige stjerner, så kan farven for den samlede galakse blive mere rød over tid.
Galaksen er dermed ikke rød, fordi den er gammel og langt væk - men fordi stjernerne i galaksen er rødere.
\ Læs mere
En blåhval i en spand vand
En tredje forklaring, der kan have ledt astronomerne på afveje, har heller ikke ikke noget med rødforskydning at gøre.
Den lyder til gengæld på, at astronomerne simpelthen har været enormt heldige med, hvor de har peget teleskopet hen.
Galakser i den størrelsesorden og i den alder er nemlig ikke umulige ud fra de modeller, vi har.
Der burde bare ikke være så mange af dem.
»Populationen af galakser er på en måde analog med bestanden af dyr i havet. Der er meget plankton, færre fisk og meget få blåhvaler,« fortæller Gabriel Brammer, Lektor ved The Cosmic Dawn Center, i en nyhed på The Cosmic Dawn Centers hjemmeside.
»At finde en blåhval er ikke i sig selv umuligt, men at tage en tilfældig spand vand og at finde en blåhval er ret bemærkelsesværdigt.«
\ Læs mere
Ville ændre vores ide om mørkt stof
Skulle det imidlertid vise sig, at galakserne i virkeligheden er så store og så gamle, som de umiddelbart ser ud til, ville det »smadre vores model for universets struktur og udvikling,« fortæller Charles Steinhardt, lektor på The Cosmic Dawn Center.
»Hvis målingerne fra James Webb holder, ville det være fantastisk,« mener han.
»Så mange store galakser så tidligt i universets levetid kan ikke ske med tyngdekraft alene. Det ville indikere en hidtil ukendt egenskab inden for fysikken - eller måske endda en helt ny naturkraft, vi ikke har kendt til endnu,« fortæller Charles Steinhardt.
En udbredt model for universets udvikling, kaldet ΛCDM-modellen (Lambda koldt mørkt stof-modellen), bygger på, at langt størstedelen af det materiale, der findes i universet, er såkaldt mørkt stof.
Vi kan hverken se eller røre mørkt stof. Vi ved kun, det findes, fordi vi kan se effekten af dets tyngdekraft.
Faktisk ville vores univers ikke hænge sammen, hvis det ikke var for mørkt stof og dets tyngdekraft, og astronomer mener at fem sjettedele af al materiale i universet er mørkt stof, fortæller Charles Steinhardt.
\ Læs mere
Men hvis vi skulle til at revidere ΛCDM-modellen, ville det være det mørke stof, der stod for skud, tilføjer han
»Ligesom elektromagnetisme kun påvirker elektrisk ladede partikler, kunne en eventuel ny naturkraft muligvis kun påvirke mørkt stof,« foreslår Charles Steinhardt.
»Under alle omstændigheder ville det være spændende, for vi ville endelig blive klogere på mørkt stof, som vi ellers ikke ved noget som helst om.«
\ Læs mere
Tror ikke, vurderingerne holder stik
Mere dybdegående og sikre undersøgelser af galakserne er undervejs, fortæller Peter Laursen.
Allerede nu kan man på internettet finde en række studier baseret på James Webb-teleskopets fund. Men studierne skal læses med store forbehold, fordi de endnu ikke har gennemgået den såkaldte peer review-proces, hvor uafhængige forskere kvalitetstjekker dem - læs mere om peer review her.
»Inden for de næste par uger er rapporterne peer-reviewed, og så har vi i hvert fald sikret os, at der ikke er tale om dumme regnefejl eller forkerte teknikker,« siger Peter Laursen til Videnskab.dk.
»Og i slutningen af året vil vi højst sandsynligt også kunne sige noget mere sikkert om, hvorvidt galakserne virkelig er så fjerne. Med tiden får vi dybere og dermed mere robuste billeder. Men det afgørende punkt bliver, når vi får taget billeder af galaksernes spekter, det vil sige de præcise bølgelængder af deres lys,« fortæller Peter Laursen.
»Med disse mere tidskrævende observationer vil vi kunne måle deres afstand præcist. Faktisk har nogle af mine kolleger ansøgt om, at få lov til at springe teleskop-køen over til at bruge James Webb til netop dét.«
Hverken Charles Steinhardt eller Peter Laursen har dog meget tiltro til, at vurderingerne af James Webbs galaksers alder eller størrelse kommer til at holde stik, i hvert fald ikke dem alle.
»Jeg tror helt sikker, vi skal skrotte ΛCDM-modellen på et tidspunkt, men nok ikke endnu,« siger Charles Steinhardt.
