Det var i slutet av maj som det internationella forskningssamarbetet The Dark Energy Survey (DES) publicerade inte mindre än 29 vetenskapliga artiklar om universum.
Tanken med samarbetet är att – med hjälp av teleskop – studera universums utveckling. Från allra första början och fram till i dag. I sex år, 2013–2019, och under 758 nätter har forskarna studerat hundratals miljoner galaxer på den södra natthimlen. De nu publicerade arbetena täcker de tre första åren: med 345 nätter och "bara" 226 miljoner galaxer.
Ett uttalat syfte med projektet har varit att studera om den så kallade kosmologiska standardmodellen håller. Det vill säga den vedertagna beskrivningen av hur universum uppkom för cirka 13,8 miljarder år sedan – alltså big bang, en våldsam händelse då både tiden och rummet skapades och att rummet sedan expanderade från ett mycket hett grundtillstånd.
Ännu en dimension
I det aktuella arbetet har forskarna täckt in ungefär en fjärdedel av den södra natthimlen med hjälp av Victor Blanco-teleskopet, ett optiskt teleskop med en lins på fyra meters diameter placerat i Chile.
– Det är ett ganska ordinärt teleskop, men med en extremt bra kamera, och genom att de gjort så många observationer har de fått den bästa kartan av alla galaxer hittills, säger Joel Johansson, forskare i astrofysik och kosmologi vid Stockholms universitet.
Forskarna grupperade galaxerna utifrån deras färger, för att på så sätt få en uppfattning om deras avstånd till vår egen galax, Vintergatan. Eftersom universum expanderar med en accelererande hastighet, framstår galaxer långtifrån vår egen som rödare än de som ligger närmare, eftersom ljusets våglängd sträcks ut.
Att titta på galaxer långt borta från vår egen, innebär också att vi ser tillbaka i tiden, eftersom det tar tid för ljuset att färdas till oss, inte sällan flera miljoner år. På så sätt lyckades forskarna lägga till ytterligare en dimension, nämligen tiden, och skapa vad som kan liknas vid en tredimensionell karta som också visar hur universum såg ut i början.
Mörk energi
Genom att kartlägga hur galaxerna spridit ut sig genom årmiljarderna, går det att indirekt beräkna vilka krafter som varit i svang. Till dessa krafter hör mörk energi, som – till skillnad från andra energiformer – verkar frånstötande och som forskarna tror ligger bakom det faktum att universum expanderar med en allt snabbare hastighet.
Enligt forskarna består universum till 70 procent av den här energiformen.
– Det är ett snyggt namn på något vi inte vet vad det är, mer än att det tycks vara någon form av energi och att den har en del tankeprovocerande egenskaper, säger Joel Johansson och fortsätter:
– För tänk dig att du har en låda med en gas. Då kommer den här gasen att utgöra ett visst tryck mot lådans sidor. Om vi sedan gör lådan dubbelt så stor, kommer trycket att halveras. Det är logiskt. Men för mörk energi är det precis tvärtom. Trycket blir dubbelt så stort.
Internationellt har forskarnas arbete fått stor uppmärksamhet. Enligt Joel Johansson ligger kartläggningens främsta bedrift i att den bekräftar standardmodellen, att den ser ut att hålla. Exempelvis vad gäller den mörka energin, som man trott varit konstant ända från universums början, något den nu presenterade forskningen också visar.
– På så sätt kan man säga att de också visar att Einstein hade rätt, eftersom det var han som införde den kosmologiska konstanten som representerar den här mörka energin, säger Joel Johansson.
Kollisionslös materia
Genom att analysera hur ljuset från 100 miljoner galaxer förvrängs, har forskarna också kartlagt områden med mörk materia, som vi varken kan se eller ta på, och vars gravitation håller samman galaxerna. En fjärdedel av all materia och energi i universum tros bestå av mörk materia.
– Den är något mindre exotisk, än mörk energi. Den påminner om vanlig materia, men växelverkar inte med ljus. Den väger något, men vi kan inte se den.
TT: Men kan man känna den?
– Jag tror inte det, eftersom den även verkar vara kollisionslös. Den växelverkar inte med vanlig materia, alltså. Inte särskilt mycket, i alla fall, men den växelverkar med gravitationen.
Den kanske främsta bedriften med den aktuella forskningen är, enligt Joel Johansson, att den resulterat i den bästa kartan över galaxerna hittills.
– De har gjort otroligt häftiga mätningar, med hjälp av väldigt svår teknik. Det har resulterat i 29 vetenskapliga artiklar, som sammantaget visar att den klassiska rymdmodellen ser ut att hålla, säger han.
Johanssons eget specialområde är en viss typ av supernovor, exploderande stjärnor, som han och hans kollegor använder som en sorts standard-ljuskälla.
– Vi råkar veta hur stora de här supernovorna är, att de lyser lika starkt, så genom att mäta ljusstyrkan kan vi beräkna avståndet mellan dem, säger han.
