Hva tenker kosmologer verden over om universet?

Signe Riemer Sørensen er postdoktor ved institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo

Signe Riemer Sørensen er postdoktor ved institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo. (foto: UiO)

Skrevet av Signe Riemer-Sørensen, Postdoktor ved Institutt for teoretisk astrofysikk, Universitetet i Oslo.

Om vi kikker på hele innholdet i universet utgjør vanlig materie kun ganske få prosent. Det er planetene, stjernene, gasskyene, romskipene og så videre. Alt sammen noe vi kan observere direkte fordi det sender ut eller reflekter lys. Resten utgjøres av noe vi kaller mørk materie og mørk energi. Navn som dekker over det faktum at vi ikke har den fjerneste ide om hva som ligger bak. Man skal passe på ikke å blande sammen de to uttrykkene, da det eneste de har til felles er ”mørk” i navnet. Mørk materie bidrar med ekstra tyngdekraft som muliggjør dannelsen og eksistensen av stjerner og galakser. Mørk energi har den stikk motsatte effekt, nemlig en slags anti-tyngdekraft, som får universet til å utvide seg hurtigere og hurtigere.

Illustrasjon av det kosmologiske paradigme vi kaller Lambda Cold Dark matter. Teorien beskriver universet som begynner med Big Bang etterfulgt av en kort periode med super hurtig utvidelse kallet inflasjon. Omkring 300 000 år etter Big Bang sendes den kosmiske bakgrunnstråling ut og strukturer som stjerner og galakser kan dannes. I dag utvider universet seg hurtigere og hurtigere.

Illustrasjon av det kosmologiske paradigme vi kaller Lambda Cold Dark matter. Teorien beskriver universet som begynner med Big Bang etterfulgt av en kort periode med super hurtig utvidelse kallet inflasjon. Omkring 300 000 år etter Big Bang sendes den kosmiske bakgrunnstråling ut og strukturer som stjerner og galakser kan dannes. I dag utvider universet seg hurtigere og hurtigere. (Ill: NASA)

Det nåværende kosmologiske paradigme vi kaller Lambda Cold Dark Matter beskriver de fleste observasjoner veldig bra, men hva tenker de som jobber med kosmologi til daglig om dette? Tja, den eneste måten å finne ut av det er å spørre dem. Det gjorde vi i forbindelse med en stor konferanse på Holmenkollen Park Hotel i neste uke, og her kommer noen av de svarene vi fikk fra mer enn 150 forskere.

De fleste kosmologer er enige om at vår uvitenhet om opprinnelsen til den mørke energi ener et av de største problemer i moderne kosmologi. Vi vet simpelthen ikke hva det er, men vi har ikke noen bedre alternativer.

Når det gjelder opprinnelsen av den mørke energien tror nesten halvparten av forskerne at vi ikke kan skjelne den fra en kosmologisk konstant, for eksempel det vi kaller vakuumenergi. Men de er veldig uenige om hvor løsningen skal komme fra. Slik det det er nå forutsier standardmodellen for partikkelfysikk en vakuumenergi som er 1060 ganger større enn vi trenger for å forklare den akselererende utvidelsen.

Det er ikke bare den mørke energien og materien som er problematisk. Faktisk er kompleksiteten til vanlig materie nesten like så problematisk. Det er veldig komplisert å simulere hvordan gasskyer utvikler seg til stjerner og galakser. Der er noe uenighet om hvorvidt vår forståelse av dette vil forbedres tilstrekkelig  de neste årene til at vi kan tolke våre observasjoner korrekt.

spm11

Dessverre er forskerne også enige om at den observasjonelle fremgang vil gå mye langsommere i fremtiden på grunn av redusert finansiering og manglende teoretisk og systematisk forståelse. Der er størst forventninger til at vi vil lære noe nytt fra polariseringen av den kosmiske mikrobølgestråling (veldig bra beskrevet av Jostein her), svake gravitasjonslinser (forklart her) og gravitasjonsbølger (forklart her ), men alle disse krever enorme og kostbare eksperimenter som vi må gå sammen om.

spm3

Det er likevel ikke alle emner som er dominert av pessimisme. Nesten 45% svarer at kosmologi vil avsløre noen av nøytrinoenes hemmeligheter, og det er 10% flere enn de som tror partikkelfysikerne vil avsløre nøytrinoene (det har jeg skrevet noe om her).

spm12

Vi har også spurt noen av deltakerne hva de forventer vi får ut av konferansen i neste uke, og svaret fra Prof. Glenn D. Starkman (Case Western Reserve University) oppsummerer det veldig bra: “I think that the simple idea that we are talking openly not just about what works in our models but what doesn’t is extremely important.”

Alle spørsmålene og svarene kan ses her.

logo

5 comments

  1. Peter · januar 10, 2015

    Både den underlige inflasjonsfasen og den underlige mørke energien – og mørk materie – kan disse tre hypotesene også forståes som ad hoc-forklaringer fordi helheten ikke er forstått ennå?

    Kanskje fordi noe blir forvrengt over de lange avstandene? Eller kanskje fordi noe i Standardmodellen ikke er forstått. Eller noe helt annet?

    Kopernikus ga ikke avkall på sirkelbevegelsen, derfor ble hans nye modell matematisk like komplisert, med de gamle episyklene.

    Og han visste ikke at atmosfæren får stjernene til å se større ut enn de egentlig er, derfor hadde han ikke svar til kritikerne som mente at han la opp til et urimelig stort univers.

    Dere har en utrolig spennende jobb. Om dere ikke idealiserer men snakker åpent og offentlig både om det som fungerer og ikke fungerer, blir det satt pris på.

  2. Peter · januar 10, 2015

    National Geographic har nå i januar en artikkel om dette,
    A First Glimpse of the Hidden Cosmos.
    http://ngm.nationalgeographic.com/2015/01/hidden-cosmos/ferris-text

  3. Tilbaketråkk: Jeg skal på Beyond ΛCDM! | Maria Hammerstrøm
  4. kee · januar 15, 2015

    Men hva med den gamle mannen med en veldig stor sekk på ryggen? Er det noen som har sjekket skilpaddestabelen i det siste? Og gidder noen hive på litt mer ved på bålet, jeg tror Platon fryser.

  5. Tilbaketråkk: Jeg skal på Beyond ΛCDM! | AstroMaria

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter-bilde

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+-bilde

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s