Selve rommet utvider seg, mer og mer
Hva er tomrom? Er det ingenting? Eller er det faktisk noe? Innen kosmologien, vitenskapen om universet, er tomrom faktisk noe, med egne fysiske egenskaper. Vi vet nå at universet utvider seg og at galaksene fjerner seg fra hverandre, like mye i alle retninger. Men det er ikke galaksene som farer gjennom rommet, det er selve rommet mellom galaksene som utvider seg, rommet blåses opp av en mystisk kraft som foreløpig kalles mørk energi. Den kalles "mørk" fordi den ikke er kartlagt, ingen har foreløpig funnet ut hva som gjør at den fungerer. Men man vet at den fungerer, og at det derfor må finnes en sånn kraft, for effekten er jo målbar, rommet utvider seg.
Mørk energi virker motsatt av gravitasjon (tyngdekraft) og virker tilsynelatende best i tomrom. Derfor blir ikke selve galaksene større, bare rommet mellom dem (rommet mellom galaksene kalles intergalaktisk rom). Nye presise målinger avslørte i 2002 at universets utvidelse faktisk øker i tempo. Det kan altså se ut som mørk energi blir sterkere dess mer tomrom det er mellom galaksene, en slags selvforsterkende effekt. Hvis dette er tilfelle burde man finne enkelte digre tomrom i universet. Og det har astronomene faktisk funnet. Det største tomrommet som er funnet hittil er over to milliarder lysår i diameter, ei skikkelig gigantboble med intergalaktisk tomrom. Antagelig er det ingenting i dette tomrommet, bortsett fra tomrom. Og selvfølgelig masse mørk energi i dette tomrommet.
Til sammenligning er det det bare to millioner lysår fra den nærmeste store nabogalaksen til vår egen galakse Melkeveien. Denne nabogalaksen, M31 Andromeda (bildet), er synlig som en diffus flekk på nattehimmelen i stjernebildet Andromeda. Og selv om de fleste galaksene i universet fjerner seg fra hverandre fordi rommet mellom de blåses opp, så er Melkeveien og Andromeda-galaksen på kollisjonskurs. Om ca 4 milliarder år trer de to galaksene seg gjennom hverandre. Det er lite trolig at noen stjerner eller planeter faktisk kolliderer mot hverandre i denne galaksekollisjonen, for avstandene mellom stjernene er så mye, mye større enn selv de største stjernene (rommet mellom stjernene kalles interstellart rom). Etter kollisjonen vil de to galaksene bli til en enda større galakse.
Så hva er mørk energi for noe, denne mystiske tomroms-energien som blåser opp rommet mellom galaksene? Foreløpig finnes det bare noen vitenskaplige hypoteser (kvalifiserte gjetninger). Men inntil man klarer å fange og måle, eller å gjenskape og måle mørk energi, og siden kunne forutse virkninger av mørk energi, så vil disse hypotesene forbli hypoteser. Det er først når man finner godt underbygde forklaringsmodeller som kan brukes for å forutse virkninger av mørk energi at hypoteser kan opphøyes til vitenskaplige teorier (som er så nært vitenskapen kan komme til evige sannheter).
Neste gang du ser opp på stjernehimmelen en mørk vinterkveld kan du tenke på denne snodige tomroms-kraften som presser galaksene fra hverandre. Og er du ung og synes dette er interessant, så finn ut om du vil bli en forsker som kan være med å løse mysteriet om tomroms-energien. I så fall: Lykke til!
Mørk energi virker motsatt av gravitasjon (tyngdekraft) og virker tilsynelatende best i tomrom. Derfor blir ikke selve galaksene større, bare rommet mellom dem (rommet mellom galaksene kalles intergalaktisk rom). Nye presise målinger avslørte i 2002 at universets utvidelse faktisk øker i tempo. Det kan altså se ut som mørk energi blir sterkere dess mer tomrom det er mellom galaksene, en slags selvforsterkende effekt. Hvis dette er tilfelle burde man finne enkelte digre tomrom i universet. Og det har astronomene faktisk funnet. Det største tomrommet som er funnet hittil er over to milliarder lysår i diameter, ei skikkelig gigantboble med intergalaktisk tomrom. Antagelig er det ingenting i dette tomrommet, bortsett fra tomrom. Og selvfølgelig masse mørk energi i dette tomrommet.
Til sammenligning er det det bare to millioner lysår fra den nærmeste store nabogalaksen til vår egen galakse Melkeveien. Denne nabogalaksen, M31 Andromeda (bildet), er synlig som en diffus flekk på nattehimmelen i stjernebildet Andromeda. Og selv om de fleste galaksene i universet fjerner seg fra hverandre fordi rommet mellom de blåses opp, så er Melkeveien og Andromeda-galaksen på kollisjonskurs. Om ca 4 milliarder år trer de to galaksene seg gjennom hverandre. Det er lite trolig at noen stjerner eller planeter faktisk kolliderer mot hverandre i denne galaksekollisjonen, for avstandene mellom stjernene er så mye, mye større enn selv de største stjernene (rommet mellom stjernene kalles interstellart rom). Etter kollisjonen vil de to galaksene bli til en enda større galakse.
Så hva er mørk energi for noe, denne mystiske tomroms-energien som blåser opp rommet mellom galaksene? Foreløpig finnes det bare noen vitenskaplige hypoteser (kvalifiserte gjetninger). Men inntil man klarer å fange og måle, eller å gjenskape og måle mørk energi, og siden kunne forutse virkninger av mørk energi, så vil disse hypotesene forbli hypoteser. Det er først når man finner godt underbygde forklaringsmodeller som kan brukes for å forutse virkninger av mørk energi at hypoteser kan opphøyes til vitenskaplige teorier (som er så nært vitenskapen kan komme til evige sannheter).
Neste gang du ser opp på stjernehimmelen en mørk vinterkveld kan du tenke på denne snodige tomroms-kraften som presser galaksene fra hverandre. Og er du ung og synes dette er interessant, så finn ut om du vil bli en forsker som kan være med å løse mysteriet om tomroms-energien. I så fall: Lykke til!
Bra skrevet, men jeg har et par små kommentarer.
SvarSlettUniverset ville nesten sikkert ha utvidet seg også uten den mørke energien. Big bang ga universet "fart" utover og selv om gravitasjonen jobber mot tar det lang tid å bremse opp universet - hvis det i det hele tatt har nok masse til å bremse det helt opp. Denne utvidelsen var kjent i omtrent 70 år før mørk energi ble oppdaget. Det den mørke energien gjør er å få universet til å utvide seg stadig raskere, men dette er en ganske liten effekt oppå den opprinnelig utvidelsen. (Antakelig må det har vært noe som ligner på mørk energi som startet utvidelsen i første omgang, men det ser ikke ut til å ha vært den samme mørke energien vi observerer i dag).
Den mørke energien ser ut til å være fordelt helt jevnt utover uavhengig av om rommet er tomt eller ikke. Det "magiske" med den er at tettheten av mørk energi ser ut til å være konstant uansett hvor mye universet utvider seg, derfor blir effekten større jo større universet blir. Ser vi tilbake til det helt tidlige univers var antakelig tettheten av mørk energi nøyaktig den samme som i dag, men da var tettheten av annen form for energi (inkludert materie) mye større og den relative betydningen til mørk energi var mindre. Derfor var universets utvidelsesrate avtakende frem til for noen få milliarder år siden da den begynte å øke.
Grunnen til at mørk energi ser ut til å kun ha effekt i tomrommene i universet og ikke inne i galaksene er at inne i galaksene må den jobbe mot en gravitasjon som er mye sterkere på grunn av den større massetettheten. I tomrommene mellom galaksene er massetettheten liten og den mørke energien vinner. Tenk deg at du fester en masse teip-biter rundt omkring på en ballong og blåser den opp. Lufttrykket prøver å strekke alle deler av ballongen, men teipen er for sterk til at ballongen klarer å utvide seg akkurat der teipen er festet. Derfor øker avstanden mellom teipbitene, mens teipbitene fortsetter å ha samme størrelse de hadde.
-trygve
Glimrende med oppklarende kommentar, spesielt fra en jeg vet har bedre greie på dette enn meg. Takk, -trygve!
SlettJeg er eni.
SlettJeg vet at Meteren til Jorda er 10,000,000 meter!
SvarSlettEr ikke det utrolig
Du har delvis rett. Meteren ble opprinnelig definert som avstanden fra ekvator til nordpolen langs meridianen Paris ligger på delt på ti millioner. Ti millioner meter er altså omtrent en fjerdedel av jordas omkrets. Det stemmer ikke helt, men meteren ble definert sånn i 1791, så man må vel unnskylde datidens forskere at målingen ikke ble helt nøyaktig.
SlettDagens definisjon av meteren stammer fra 1983, det er nå den strekningen lys beveger seg i vakuum i løpet av 1/299 792 458 sekund.