Handlinger tilknyttet webside

Detektiv arbejde

Forskere, der forsøger at rekonstruere en begivenhed, som fandt sted for omkring 13,7 milliarder år siden, arbejder i høj grad lige som detektiver. De må først finde de rigtige spor og må derefter forsøge at presse al informationen ud af disse brudstykker af beviser.


Big bang er en af de langvarige og vanskelige sager. Den tog sin begyndelse i 1920erne, hvor astronomerne fandt ud af, at universet ikke altid har været, som det ser ud i dag. De opdagede, at universet hele tiden – også lige nu – bliver større og større. Det betyder, at alt det stof og al den energi, det indeholder, engang har været pakket meget tættere sammen og dermed har været meget varmere.

Senere blev et andet spor fundet. Forskerne fandt ud af, at stjernerne er de 'fabrikker', der fremstiller de fleste af grundstofferne i universet – ilt, kulstof, jern – men også, at de to letteste og mest almindelige grundstoffer, brint og helium, må komme et andet sted fra. De postulerede og fik bekræftet, at disse to grundstoffer blev fremstillet i universets tidligste barndom, mens det stadig var meget varmt.

Arno Penzias og Robert Wilson opdagede eftergløden fra big bang i 1964Det første lys

Disse opdagelser bidrog til at give big bang teorien form. Men denne generelle model af universets begyndelse fik imidlertid ikke fodfæste i den videnskabelige verden, før et tredje spor blev fundet. I 1964 opdagede to forskere ved et tilfælde en meget svag og jævn stråling, der kommer fra hele himlen – en glød, der fylder hele universet med samme lysstyrke. Denne stråling kunne bedst fortolkes som den svage efterglød af selveste big bang.

Argumentet er som følger: Hvis universet altid har udvidet sig, må der i begyndelsen have været en periode, hvor alt stof og al stråling var meget tæt forbundet i en varm ursuppe. Som tiden gik, kølede universet af, og på et tidspunkt nåede det en temperatur, der var lav nok til, at strålingen kunne slippe ud af sit tætte favntag med stoffet. Strålingen – eller med andre ord lyset – kunne så for første gang frit bevæge sig afsted gennem rummet. Dette ’første lys’ er stadig synligt i dag, og det var faktisk den glød, der blev opdaget i 1964.

Forskerne kalder det 'første lys for den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling (KMB). Den er ikke alene vigtig, fordi den er det tredje væsentlige spor, der støtter big bang teorien, men også fordi kosmologerne ved, at de endnu ikke har været i stand til at få fat i al den information, som den indeholder. De skal stadig arbejde hårdt med at undersøge den svage efterglød af big bang.

’Klumper’ af information

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling kommer fra alle retninger på himlen med næsten samme lysstyrke. Ved at måle KMBens temperatur over hele himlen fandt forskerne imidlertid ud af, at der faktisk findes uhyre små forskelle fra sted til sted. Disse forskelle kan være så små som én til én million.

WMAP-satellittens kort over hele himlenSelvom disse variationer kan synes for små til at være vigtige, er det lige præcis dem, forskerne leder efter. De er en sand guldmine af information. De er intet mindre end aftryk efterladt af stoffet i fortiden – en erindring om den periode, hvor stof og stråling var tæt bundet til hinanden. På det tidspunkt indeholdt stoffet allerede 'spirerne' til de enorme strukturer, vi ser i universet i dag – galakser og galaksehobe. De bittesmå variationer i den målte temperatur af den kosmiske mikrobølgebaggrund er fingeraftryk efterladt af disse klumper af stof.

Det er faktisk sådan, at al den værdifulde information, som den kosmiske mikrobølgebaggrund kan bidrage med, ligger i den præcise form og styrke af disse temperaturvariationer, der kaldes 'anisotropier'. I 1992 lavede NASAs COBE-satellit de første grove kort over anisotropierne i KMBen. I 2003 leverede dens efterfølger, NASAs WMAP-satellit, kort, der har løftet sløret for nogle af temperaturvariationernes egenskaber. Formålet med Planck er, at kortlægge variationerne så tilbundsgående og nøjagtigt som overhovedet muligt.

Nogle udestående spørgsmål som Planck vil bidrage til at besvare

Anisotropierne i den kosmiske mikrobølgebaggrund indeholder svarene på mange af de centrale spørgsmål inden for kosmologien. Nogle af dem handler om universets fortid, som hvad der udløste big bang og for hvor længe siden det skete. Andre spørgsmål ser derimod ind i fremtiden. Hvad er fx tætheden af stof i universet og hvad er dette stofs sande natur? Svar på disse spørgsmål vil fortælle os, om universet vil fortsætte sin udvidelse for evigt, eller om det vil ende med at falde sammen igen i et omvendt big bang – en proces, der kaldes 'big crunch'. Takket være WMAP ved vi, at vores univers sandsynligvis ikke vil lave et big crunch, men nye opdagelser fortæller os, at universets skæbne er mindre forudsigelig, end vi har troet.

Nogle af de nye usikkerheder hænger sammen med den formodede eksistens af 'mørk energi', der måske findes i store mængder i universet. Det tyder observationer af fjerne eksploderende stjerner på, men eksisterer denne energi virkelig? Og hvis den gør, hvad er så dens effekter? ESAs Planck-satellit vil være det mest kraftfulde værktøj til at registrere anisotropierne i den kosmiske mikrobølgebaggrund.