Naturvitenskap

Mørk energi, ballonger og spor i snøen

Tekst: Julie Thingwall | Illustrasjon: Lotta Köhler

Har du noensinne gått ute en kveld det er ordentlig stjerneklart? Litt utenfor byen, kanskje på hytta, på sjøen eller på telttur i skogen, et sted der man virkelig kan se stjernehimmelen?

I dag bor de fleste på steder hvor stjernene som oftest er skjult bak lysforurensning, noe som gjør slike syn sjeldne. Da er det kanskje lett å bli stående en stund når en først får sett stjernene, og blir en først stående er det også lett å begynne å fundere på hva som egentlig finnes der oppe, og hva som egentlig skjer der ute i universet. Kanskje har du aldri fundert over dette. Kanskje begynte du å gjøre det nå. 

Litt større hver dag
Hver dag blir universet større og større, og i morgen vil det vokse raskere enn det vokser i dag, og enda raskere igjen dagen etter. Sagt litt penere: Universet ekspanderer, og ekspansjonen akselererer! 

Men hva vil det egentlig si at universet blir større? Vokser planetene? Blir vi litt lengre og bredere hver dag? Nei, ikke akkurat. Det er rommet mellom alle tingene som blir større. Avstandene mellom galaksene øker. 

Prøv å se for deg en ballong som sakte blir blåst opp. På denne ballongen finnes det maur som kravler rundt. Maurene er galakser og galaksehoper. De kan bevege seg som de vil på ballongoverflaten, og i seg selv blir de ikke større, men avstanden mellom de blir større etter hvert som ballongen blåses mer og mer opp. 

Newtons eple
Vi vet altså at universet ekspanderer raskere og raskere, noe som egentlig er litt underlig. For hva er universet fylt av? Ting – masse, masse ting. Ting med masse! Og som Newton skjønte, da han fikk det berømte metaforiske eplet i hodet: Ting med masse trekker på andre ting med masse. Tyngdekraften eksisterer overalt. Sånn sett skulle man kanskje tro at alle planeter og galakser, og andre massive ting, til slutt ville trukket universet sammen igjen, at alt til slutt ville kollapset, som et slags omvendt Big Bang. Men det er altså det helt motsatte som skjer. 

Dette betyr at det må være noe annet i universet, noe som jobber imot tyngdekraften, og som virker mellom alle galaksene og galaksehopene, noe som ikke bare holder tyngdekraften i sjakk, men som faktisk overvinner den og får tomrommet i universet til å utvide seg. 

Dette noe kalles mørk energi. Nå tenker noen kanskje «Aha! Mørk energi, det har vel noe med mørk materie å gjøre!» Men nei, mørk energi er den mørke materiens litt mindre kjente stebror, beslektet bare i navn. Astrofysikere er nemlig veldig glade i å beskrive ting de ikke helt vet hva er, som «mørke». Dette betyr, antiklimatisk nok, at vi ikke vet hva mørk energi er. 

Tilbake til skogen
Okei, så vet vi ikke hva det er som driver ekspansjonen av universet. Vi vet bare at det er noe, og at dette noe er blitt navngitt mørk energi. Det høres kanskje litt tynt ut? Kanskje er det ikke noe der i det hele tatt? 

En kan se sånn på det: Du går en tur i skogen en fin vinterdag, og plutselig ser du spor i snøen. Det er spor du absolutt ikke kjenner igjen, så du kan ikke tenke deg frem til hva som har gått der, men du kan definitivt konkludere med at noe har gått der! I vårt scenario er det mørk energi som legger igjen sporet, og sporet er det ekspanderende universet. 

Tomrommet vokser
Nå har det vært mye snakk om tomrom, tyngdekraft og maur på ballonger. Om mørk energi er noe som overvinner tyngdekraften og får tomrommet mellom alt til å utvide seg, hvorfor blir ikke galaksene og solsystemene revet fra hverandre? Det er jo ganske mye tomrom mellom stjernene og planetene! 

Ved å se på hvor fort universet ekspanderer, er det mulig å si noe om hvor sterk den mørke energien må være. Og det viser seg at den nødvendigvis ikke må være så sterk. Det viser seg faktisk at tyngdekraften som holder solsystemene og galaksene sammen er sterkere enn den mørke energien! I de systemene hvor tyngdekraften allerede har «vunnet», og tingene er blitt trukket nærme nok hverandre, vil den mørke energien aldri kunne endre noe. 

Men avstandene mellom disse systemene er utrolig store, så store at tyngdekraften ennå ikke har vunnet. Her er det den mørke energien som dominerer. Den vil få tomrommet til å ekspandere så fort at selv om tyngdekraften alltid prøver å trekke alle systemene sammen, så vil den mørke energien alltid vinne og tomrommet bare bli større. Kort forklart: Den mørke energien vinner over tyngdekraften på de største størrelsesskalaene. 

Tid og rom for alt
Nå er det kanskje naturlig å lure på hvordan dette vil ende. Om universet ser litt annerledes ut i morgen enn det gjør i dag, og enda litt mer annerledes ut dagen etter igjen, hvordan ser det da ut om tusen år? Hva med en million år? En milliard? 

Heldigvis er det slik at om ekspansjonen fortsetter som den gjør i dag, vil universet ha uendelig med tid på å gjøre sitt. Det vil bli større, men den mørke energien vil aldri bli så sterk at galakser, planeter eller solsystemer blir revet fra hverandre, og den vil aldri bli så svak at tyngdekraften får alt til å kollapse. Alle stjernene vil ha uendelig tid til å brenne ut, alle galakser vil snurre rundt seg selv og om hverandre, alle planeter vil gå rundt sine respektive soler. 

Og det er jo egentlig ganske fint.