31. marts 2021

Nyt studie sår tvivl om, hvad 70 procent af universet består af

Universet

Forskere verden over har længe troet, at 70 procent af universet består af mørk energi, som er det stof, der får universet til konstant at udvide sig i højere fart. Men i et nyt studie har forskere fra Københavns Universitet testet en model, der i stedet foreslår, at universets udvidelse accelereres pga. mørkt stof med en slags magnetiske kræfter. Hvis modellen holder, betyder det, at mørk energi slet ikke findes, forklarer KU-forsker bag studiet.

Foto af en galakse og stjerner i universet
Foto: Getty Images

Hidtil har forskere antaget, at 70 procent af universet udgøres af mørk energi, der får universet til at udvide sig med en accelererende fart. Denne mekanisme har man i mange år forbundet med en såkaldt kosmologisk konstant, som Einstein udviklede i 1917 og som refererer til en ukendt frastødende kosmisk kraft.

Men da den kosmologiske konstant- også kaldet mørk energi - ikke kan måles direkte, har flere forskere, inklusive Einstein selv, betvivlet eksistensen af den – dog uden at have noget alternativ.

Indtil nu. For i et nyt studie af forskere fra Københavns Universitet har man testet en model, der i stedet for mørk energi indsætter mørkt stof med en form for magnetiske kræfter.

”Hvis det, vi har fundet, er rigtigt, betyder det, at det, vi troede 70 procent af universets energi bestod af, ikke findes. Vi har taget mørk energi ud af ligningen og givet mørkt stof lidt flere egenskaber, og det viser sig, at have den samme effekt på universets udvidelse som mørk energi,” forklarer Steen Harle Hansen, der er lektor på DARK-centeret på Niels Bohr Institutet.

Foto af mørkt stof, der er usynligt, men her farvelagt som de blå plamager. NASA/ESA
Foto af universet med mørkt stof, der er usynligt, men her farvelagt som de blå plamager. NASA/ESA

Univers uden mørk energi udvider sig på samme måde

Den gængse forståelse af universets energifordeling er, at den består af fem procent almindelige partikler, 25 procent mørkt stof og 70 procent mørk energi.

Men i KU-forskernes nye model, har de 25 procent mørkt stof fået nogle særlige magnetiske egenskaber, som altså gør de 70 procent mørk energi overflødig.

”Vi ved ikke ret meget om mørkt stof, andet end at det er en tung og langsom partikel. Men så tænkte vi – hvad hvis mørkt stof har noget der minder om magnetisme i sig? Vi ved jo, at normale partikler, der bevæger sig, skaber magnetisme. Og magneter trækker eller skubber jo som bekendt i andre magneter – så hvad hvis det er det, der sker med universet? At det konstant udvides af mørkt stof med en slags magnetiske kræfter?” spørger Steen Hansen. 

Tycho Brahe opdagede denne supernova i 1572, og med den opdagede forskere senere, at universet konstant udvider sig hurtigere og hurtigere. Foto: NASA/CXC/SAO
Tycho Brahe opdagede denne supernova (Stella Nova) i 1572. Ved at måle afstanden mellem denne og andre supernovaer, kunne forskere senere konkludere, at universet konstant udvider sig hurtigere og hurtigere. Foto: NASA/CXC/SAO

Computermodel tester mørkt stof med en slags magnetiske kræfter

Spørgsmålet blev grundlaget for den nye computermodel, hvor forskerne har inkluderet alt, hvad de ved om universet – eksempelvis tyngdekraft, hastigheden af universets udvidelse, og et X, dvs. en ukendt kraft, der udvider universet.

”Vi lavede en model, der antog, at mørkt-stofs-partiklerne havde en form for magnetisk kraft og undersøgte, hvilken effekt, det ville have på universet. Og det viser sig, at det ville have den præcis samme effekt på hastigheden af universets udvidelse, som vi kender det fra mørk energi,” forklarer Steen Hansen.

Der er dog fortsat meget, forskerne ikke ved om mekanismen, og denne skal efterprøves i bedre modeller, der tager højde for flere faktorer, uddyber kosmologi-forskeren:

”Helt ærligt kan vores opdagelse sagtens være en tilfældighed. Men hvis det ikke er, er det jo helt vildt, fordi det ændrer vores forståelse af, hvad universet består af, og hvorfor det udvider sig. Som vores viden er nu, er vores idé om mørkt stof med en slags magnetiske kræfter og ideen om mørk energi lige vilde, og mere detaljerede observationer må afgøre, hvilken af disse modeller, der er mest realistisk. Så det bliver virkelig spændende at efterprøve vores resultat,” slutter han.

Studiet er accepteret i The Astrophysical Journal, men er allerede tilgængeligt på Astrophysics Data System, NASA.