Stirrar in i mörkret
Utbyggnaden av vårt universum accelererar. Detta konstiga fenomen kallas mörk energi och upptäcktes först i undersökningar av avlägsna supernovaexplosioner för tjugo år sedan. Sedan dess har flera oberoende bevislinjer kommit till samma slutsats: universum blir snabbare och fetare.
Fortfarande, vad pokker orsakar är? Vad är mörk energi? Olika idéer överflöd av potentiella orsaker. Det är kanske en illusion, och vår förståelse av allvar är helt fel på dessa stora skalor. Kanske genomsyrar ett något mystiskt fält hela rymdtiden, vilket driver förstärkningen av avståndet mellan galaxer i hela universum.
Den absolut enklaste förklaringen är att mörk energi helt enkelt är där. En enkel naturkonstant som visas i ekvationerna om allmän relativitet, som är den grundläggande ramen för hur vi förstår frågor kosmologiska. Det har ingen förklaring och ingen orsak. Som alla andra konstanter i naturen är det bara en del av den grundläggande verkligheten.
Även om denna förklaring inte är helt tillfredsställande förklarar den all tillgänglig data hittills.
Tappa på Quasars energi
Och uppgifterna är helt enkelt dessa: Det verkar som att mörk energis styrka har förblivit absolut konstant under den kosmiska tiden. Den är där, närvarande, oförändrad både i tid och rum.
Kanske.
En av de största utmaningarna med att studera naturen på mörk energi är att vi inte har en fullständig bild av universums expansionshistoria. Istället har vi vad som motsvarar kosmologiska "bookends" - vi kan studera utvidgningen vid relativt nyare tid med hjälp av supernova av typ 1a, och vi vet mycket exakt universums tillstånd när den bara var 380 000 år gammal via den kosmiska mikrovågsbakgrunden.
Vi har inte en mycket tydlig bild av vad universum var uppe i mellan, men nyligen försöker ett par forskare förändra det genom att undersöka ljuset från avlägsna kvasarer. Dessa kvasarer är monströst ljusa föremål som drivs av gravitationskompressionen av material när det pressar sig för att passa in i gigantiska svarta hål. Kvasarer är överlägset de mest kraftfulla motorerna i universum, vilket gör dem till utmärkta kandidater för att titta djupt in i den kosmiska historien mellan bookends.
Den centrala utmaningen är dock att du aldrig är helt säker på hur långt bort en given kvasar är. Om en är ljusare än en annan, är den första närmare ... eller bara ljusare? Utan ett sätt att avbryta dessa kan du inte få ett fast avstånd, vilket innebär att du inte kan mäta universums expansion sedan den tid som kvasaren sände sitt ljus.
Forskarna använde emellertid ett nytt trick genom att jämföra två olika slags ljus som kvasarerna släpper ut. Den första typen är ultraviolett som släpps ut från det fallande materialet självt. Den andra är hårdare röntgenstrålar som skapas genom den ultravioletta strålningen som förstärks till högre energier från ännu mer omgivande gas. Genom att jämföra dessa två utsläppskällor kan forskarna avslöja den verkliga ljusstyrkan för varje kvasar och därmed veta deras avstånd.
Big Rip, Big Deal
Och forskarna fann att enligt deras preliminära resultat var mörk energi svagare tidigare. Det betyder att det inte är konstant - det utvecklas och förändras och blir starkare med tiden. Om detta resultat håller upp (och det är ett stort om) då måste vår enklaste förklaring av mörk energi kastas ut genom fönstret till förmån för något mer komplicerat. Det är faktiskt en bra sak - en föränderlig mörk energi kan ge oss ledtrådarna vi behöver för att utforska nya fysiska områden.
Men detta resultat målar också en mer dyster bild av universumets framtid. Om mörk energi förblir konstant, kommer stjärnor att fortsätta att lysa i tiotals biljoner år när galaxer försiktigt driver bort från varandra. Men om mörk energi växer starkare med tiden, blir dess avvisande kraft överväldigande, inte bara bryter isär galaxer utan också bryter isär galaxerna själva.
Och solsystem.
Och planeter.
Och molekyler.
Hur lång tid kommer det att ta innan detta ”stora rippa” -scenario spelas ut? Det beror på hur snabbt mörk energi springer upp, men det kan vara på bara några miljarder år. Vilket kosmologiskt sett inte är så länge.
Läs mer: “Kosmologiska begränsningar från Hubble-diagrammet över kvasarer vid höga rödförskjutningar”
