TEMA: Stof, mørkt stof og mørk energi

Din krops byggesten, atomerne, kommer fra universet. I en række temaartikler stiller vi skarpt på, hvor de forskellige grundstoffer kommer fra. Denne gang ser vi nærmere på hvordan selve universet er bygget op. Vi ser nærmere på stof, mørkt stof og mørk energi.

Skrevet af Katrine Skovgaard Rasmussen

 

Din krops byggesten, atomerne, kommer fra universet. I en række temaartikler stiller vi skarpt på, hvor de forskellige grundstoffer kommer fra. Denne gang ser vi nærmere på hvordan selve universet er bygget op. Vi ser nærmere på stof, mørkt stof og mørk energi.

 

Din krop består af mange forskellige grundstoffer, der alle sammen er skabt ude i universet. De ville måske ikke være blevet skabt, hvis universet havde set bare en smule anderledes ud. Din krop, vores planet, Jorden alle stjerner – de består af stof. Men udover dette stof, så består universet også af to andre ting. Mørkt stof og mørk energi.

 

Forskerne mener, at ca. 68% af Universet består af mørk energi. 27% af Universet er mørkt stof. Resten – alt på Jorden, alt vi kan se både med vores øjne og instrumenter, alt normalt stof (også det som vi ikke kan se i sorte huller)– udgør kun omkring 5% af hele Universet.

 

Mørkt stof

Mørkt stof blev opdaget, da astronomerne kiggede nærmere på rotationen af galakser. De roterer så hurtigt, at tyngdekraften fra alle stjernerne, planeterne og stjernetågerne ikke burde kunne holde dem sammen. Derfor må der være noget stof, som vi ikke kan observere, og det er det, vi kalder mørkt stof.

 

Vi ved ikke særlig meget om mørkt stof. Men vi ved, at det ikke interagerer med elektromagnetisk stråling. Det betyder, at det hverken absorberer, reflekterer eller udsender lys. Derfor har vi også kun indirekte observationer af mørkt stof.

 

Galakser bliver dannet

Byggestenene til galakser, stjerner og planeter blev skabt ved Big Bang. Dengang var de fordelt næsten lige udover hele universet, men meget små forskelle i hvordan stoffet var fordelt, betød, at mere tætte områder kollapsede på grund af tyngdekraften. På den måde blev tætte områder endnu tættere og på et tidspunkt så tæt, at en proto-galakse kunne dannes – en slags forstadie til en rigtig galakse.

 

Denne proces tager hundrede millioner af år, og de første galakser var meget små i forhold til de galakser, vi ser i dag. Som tiden gik stødte de små galakser sammen og smeltede sammen til større og større galakser.

 

 

Lys rejser med en hastighed på næsten 300.000 km/s, men selv med denne enorme hastighed, tager det lyset fra fjerne egne af universet lang tid at nå os. Lyset fra galakserne længere væk har været mange milliarder af år om at nå os, og derfor ser vi dem også, som de så ud for lang tid siden. Ved at se på galakser i forskellige afstande fra os, kan vi se hvordan galakser har set ud på forskellige tidspunkter i Universets historie. På den måde kan vi få et billede af, hvordan galakser bliver dannet og udvikler sig.

 

Mørk energi og mørkt stof er to vidt forskellige ting. Det eneste, de har tilfælles, er navnet, for begge dele kan ikke ses direkte og har fået navnet ’mørk’.

 

Mørk energi

I 1929 kiggede astronomen Edwin Hubble nærmere på nogle fjerne galakser, og han fandt frem til en sammenhæng mellem deres afstand til os og den hastighed, de bevægede sig væk fra os i. Jo længere væk de er fra os, jo hurtigere bevæger de sig. Det betyder, at Universet udvider sig.

 

I 1990’erne var en udbredt teori, at Universets udvidelse ville bremses på et tidspunkt fordi mængden af stof var så stor, at tyngdekraften ville bremse udvidelsen og måske endda føre til, at Universet ville kollapse. Denne teori kalder man for ’The big cruch’.

 

Men i 1990 blev Hubble-rumteleskopet opsendt, og med det kunne vi se længere ud i Universet end nogensinde. Jo længere ud i Universet, du ser, jo længere tilbage i tiden ser du, for lyset fra de fjerne galakser har brugt millioner af år på at nå os. Hubble-teleskopet så på de fjerne galakser og fandt ud af, at Universet engang har udvidet sig langsommere. Men det måtte betyde, at Universet ikke bare udvider sig, men at denne udvidelse faktisk accelererer.

 

Forskerne er ikke helt sikre på, hvad det er, der gør, at Universet udvider sig hurtigere og hurtigere. når tyngdekraften burde få det til at trække sig sammen. Kraften som arbejder mod tyngdekraften har fået et navn: Mørk energi. Vi ved meget lidt om mørk energi, for vi kan ikke observere det. Vi kan kun se på, hvordan det påvirker det synlige Univers.

Universets fremtid

Vores univers’ skæbne afhænger af balancen mellem mørk energi og mørkt stof.  Vi ved så lidt om de to ting, at vi har svært ved at sige, hvad der vil ske i fremtiden. Men astronomerne forestiller sig et par muligheder.

 

Big Crunch

Hvis der ikke er nok mørk energi i universet, kan tyngdekraften fra mørkt stof og almindeligt stof standse udvidelsen og til sidst trække universet sammen igen i en form for omvendt Big Bang.

 

Big Chill

Hvis det er mørk energi, der vinder tovtrækningen med mørkt stof vil vores univers fortsætte sin udvidelse og alle galakser vil ligge så langt fra hinanden, at vi til sidst ikke kan se lyset fra de andre galakser. Der vil fortsat blive dannet stjerner i omkring en billion år endnu, men herefter vil der ikke være mere gas tilbage, og universet bliver mørkt, da stjernerne slukkes en efter en.

 

Andre skæbner

Da vi ikke ved, hvad mørkt stof eller mørk energi er, er det umuligt at vide, hvad der vil ske med universet i fremtiden. Der findes derfor mange forskellige muligheder. Måske forsvinder vores Univers lige så pludseligt som det kom eller måske findes mange flere universer end blot vores eget.