Mörk energi
Inom fysikalisk kosmologi och celest mekanik är mörk energi en hypotetisk form av energi som genomtränger hela rymden och synes öka universums expansionstakt.[1] Mörk energi är numera det gängse sättet att förklara, vad som enligt observationer och experiment tolkats som en accelererande expansion hos universum, det vill säga att rumtiden förefaller att expandera allt fortare och fortare.
Den senast presenterade forskningen anger att mörk energi utgör 73 procent, mörk materia 22 procent, neutriner mindre än 1 procent och baryonisk materia, det vill säga vanliga atomer, endast drygt 4 procent av den totalt tillgängliga energin i universum. [2]
Innehåll |
Belägg för dess förekomst [redigera]
Mörk energi introducerades 1998 efter studier av supernovor av typ Ia. Avståndet till dessa kunde härledas från deras ljusstyrka, som antas vara lika för alla supernovor av typ Ia. Astronomer från de båda internationella forskargrupperna High-z Supernova Search Team[3] och Supernova Cosmology Project[4], med svenska deltagare som Ariel Goobar och Jesper Sollerman, använde Hubbleteleskopet för att observera denna typ av supernovor i avlägsna galaxer. Resultaten tolkades som att universum inte drar sig samman allt snabbare under gravitationens inverkan, vilket varit en av huvudhypoteserna. Snarare menade dessa forskare att resultaten bör tolkas, så att expansionen i själva verket accelererar. Supernovorna avlägsnar sig från oss med en hastighet som anges av deras rödförskjutning. När man kombinerar avstånd och hastighet, kommer man fram till Hubbles lag, som anger att universum expanderar med konstant hastighet. Men sedan 1998 menar man sig ha allt mer övertygande belägg för att ljusstyrkan förändras med gängse rödförskjutningsmekanism, yngre supernovor skiner inte så starkt, som man kunde förvänta sig. Senare och ännu noggrannare mätdata från såväl mark- som rymdbaserade teleskop bekräftar detta. Resultaten är överraskande och man har idag ännu inte skaffat sig någon klar bild av hur denna förmodade acceleration uppstår. Därför finns även enstaka forskare som arbetar med modeller som passar mätdata, utan att de behöver spekulera om accelererande expansion. Exempelvis modeller med trött ljus som har en inneboende rödförskjutningsmekanism hör till den kategorin, förutsatt att de samtidigt uppvisar tidsdilatation.
Det verkar som om universum börjat accelerera på relativt sen tid, för knappt 5 miljarder år sedan, när universums förmodade ålder var 9 miljarder år.
Yttring [redigera]
Enligt tyngdlagen borde expansionen retardera och avstanna. Man tolkar nu accelerationen som en negativ gravitationell effekt, vars orsak är helt okänd. En tolkning är att det existerar någon form av osynlig, mörk energi som karakteriseras av negativt tryck och som inte växelverkar med vanlig materia på annat sätt än gravitationellt. Det gör den mycket svår att upptäcka i experiment. Vid sidan om mörk energi finns därför andra sätt att försöka förklara en accelererande expansion.
I den gängse beskrivningen av universum antas det med god approximation vara homogent och isotropt, så att materian är helt jämnt fördelad och universum ser likadant ut i alla riktningar, sett från alla platser. Det finns skäl att pröva om detta är ett korrekt antagande eller om storskaliga ojämnheter i universums materiafördelning kan påverka expansionstakten. En annorlunda tolkning är därför att rumtidens geometri inte beskrivs korrekt av Einsteins allmänna relativitetsteori, utan att teorin kräver modifikationer. Den kosmologiska konstanten som Einstein introducerade i sin avhandling om den allmänna relativitetsteorin, kan uppfattas antingen som mörk energi eller som en deformering av geometrin.[5] Einstein trodde länge att konstanten var hans livs misstag, men nu visar det sig att misstaget kanske inte var så stort .
Kvintessens är en annan modell för att förklara accelerationen.[6] Dessa tolkningar väckte även frågor om universums framtid.
En ytterligare tolkning är, att vi lever i en del av universum med låg materiatäthet, men att universum utanför vår horisont har mycket högre täthet. Accelerationen skulle i så fall vara bara en skenbar effekt. Till den ändan har man bland andra vid Stockholms universitet 2010[7] undersökt kosmologiska modeller, där detta gäller eller där mörk energi har rumslig variation.
Se även [redigera]
- Universums accelererande expansion
- Kosmologisk uppblåsning
- Lambda-CDM-modellen
- Kvantvakuum
- Rymdteleskopet Hubble
Noter och referenser [redigera]
Artikeln baserades initialt på: Astronomy, November 2003.
- ^ P. J. E. Peebles and Bharat Ratra (2003). ”The cosmological constant and dark energy” (subskription krävs). Reviews of Modern Physics 75: ss. 559–606. doi:. http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0207347.
- ^ Robert Naeye (8 mars 2008). ”WMAP Reveals Neutrinos, End of Dark Ages, First Second of Universe”. NASA. http://www.nasa.gov/topics/universe/features/wmap_five.html.
- ^ Adam G. Riess et al. (Supernova Search Team) (1998). ”Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant” (subskription krävs). Astronomical J. 116: ss. 1009–38. doi:. http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/9805201.
- ^ S. Perlmutter et al. (The Supernova Cosmology Project) (1999). ”Measurements of Omega and Lambda from 42 high redshift supernovae” (subskription krävs). Astrophysical J. 517: ss. 565–86. doi:. http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/9812133.
- ^ Sean Carroll (2001). ”The cosmological constant”. Living Reviews in Relativity 4: ss. 1. doi:. http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2001-1/index.html. Läst 28 september 2010.
- ^ Steinhardt, P. (1999). ”Cosmological tracking solutions”. Physical Review D 59 (12): ss. 123504. doi:. Bibcode: 1999PhRvD..59l3504S. http://adsabs.harvard.edu/abs/1999PhRvD..59l3504S.
- ^ Michael Blomqvist; Inhomogeneous cosmologies with clustered dark energy or a local matter void, Doctoral thesis, Department of Astronomy, Stockholm University (2010). ISBN 978-91-7447-145-8.
Externa länkar [redigera]
- Dennis Overbye (November 2006). ”9 Billion-Year-Old 'Dark Energy' Reported”. The New York Times. http://www.nytimes.com/2006/11/17/science/space/17dark.html?em&ex=1163998800&en=f02de71136ca5dd5&ei=5087%0A.
- "Mysterious force's long presence" BBC News online med fler belägg för att mörk energi är den kosmologiska konstanten (2006).
- "Astronomy Picture of the Day" - en av bilderna på Kosmisk bakgrundsstålning, som sägs bekräfta närvaron av mörk energi och mörk materia (2002)
- SuperNova Legacy Survey home page, The Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey Supernova Program syftar primärt till att mäta upp tillståndsekvationen för mörk energi genom noggranna bestämningar av flera hundra avlägsna supernovor.
- "Report of the Dark Energy Task Force" (2006).
|
||||||||||||||||||||||||||
