Universets alder

- Nye og måske skelsættende målinger fra Rumteleskopet

Af Henry Nørgaard

Der er absolut ingen mennesker, der i dag kender universets alder med blot nogenlunde sikkerhed! Det er den besked, man får, når man spørger landets højeste ekspertise på området. Men det betyder naturligvis ikke, at spørgsmålet om, hvor gammelt universet er, så er uinteressant - snarere tværtimod. Faktisk er det ét af de områder af astrofysikken, hvor der for tiden udfoldes allerstørst aktivitet. Ved det såkaldte Space Telescope Science Institute i USA, hjemsted for det berømte Hubble Rumteleskop, er der således her for ganske nylig offentliggjort resultater, der ser ud til at være skelsættende for fastlæggelsen af, hvor hurtigt universet udvider sig. Og det har i høj grad betydning for, hvor gammelt universet er.

Rivaliserende grupper

Hidtil har to temmelig store, rivaliserende grupper af astronomer hårdnakket påstået hver for sig at kende universets udvidelseshastighed, den såkaldte Hubble-konstant, ret præcist. Problemet har bare været, at afvigelsen mellem deres resultater var på næsten 100 procent! Men nu ser der ud til at være enighed på vej. Med en spektrograf om bord på Rumteleskopet har astronomerne fået bestemt flugthastigheden af en række temmelig fjerne galakser, samtidig med at det nu også er lykkedes for dem at få bestemt en pålidelig afstand til galakserne - en ellers meget vanskelig sag, og netop det punkt, hvorfra uoverensstemmelserne mellem de to grupper oprindelig stammer.

Hovedårsagen til overvindelsen af vanskelighederne ligger mere præcist i, at det nu har været muligt at bestemme den nøjagtige afstand til en række galakser i den såkaldte Fornax-hob. Dens medlemmer ligger meget tættere samlet end de tilsvarende galakser i Jomfru-hoben, en anden betydningsfuld galaksehob i jagten på universets udvidelseshastighed. Og det betyder, at unøjagtighederne i afstandsbestemmelserne for galakserne i Fornax-hoben er tilsvarende mindre. Ganske enkelt fordi de ligger mindre spredt. Selv om man ikke ved, nøjagtig hvor langt en galakse befinder sig fra hobens centrum, så betyder den uvished jo ikke så meget, når selve hobens udstrækning i rummet er forholdvis lille Alt i alt har det betydet, at der nu kun er omtrent 25 procents forskel på de to gruppers værdier for universets udvidelseshastighed. Det er så lille en forskel, at Rumteleskopets astronomer i en nylig pressemeddelelse ikke tøver med at fastslå, at de regner med, at de to gruppers resultater vil fortsætte med at mødes mod hinanden, når flere resultater indløber. Lige nu er forskerne omtrent halvvejs i et storstilet 3-årigt program, der går ud på at få bestemt nøjagtige afstande og flugthastigheder for 25 galakser i Fornax-hoben.

Universets alder

Noget helt andet er så enigheden med hensyn til spørgsmålet om, hvor gammelt universet er. Ved at dividere afstanden til en fjern galakse med dens flugthastighed kommer man frem til et tidsrum, som man i første omgang - helt naivt - kunne angive som universets alder. Den egentlig temmelig overraskende kendsgerning er nemlig, at denne lille matematiske operation fører til stort set samme tidsrum for alle de undersøgte galakser i hver af de to gruppers undersøgelser. Hvad der jo umiddelbart kunne tyde på, at alle galakser har været samlet på ét og samme sted for netop det beregnede antal år siden - universets naive alder. Det er den begivenhed, der også betegnes som universets fødsel - Big Bang.

Men så enkelt er det ikke. Hvis indholdet af stof i universet er tilstrækkelig stort, vil tyngdetiltrækningen mellem de enkelte bestanddele nemlig betyde, at universets udvidelse ikke altid er foregået med samme hast. Der vil med andre ord i tidens løb være tale om en mere eller mindre betydningsfuld opbremsning - helt og aldeles afhængig af mængden af stof i universet. Og når man så hertil føjer, at ingen - absolut ingen - i dag kender den totale mængde af stof i universet med bare nogenlunde sikkerhed, så begynder man at forstå, hvorfor universets alder stadigvæk er meget usikker.

De fleste eksperter på feltet anser det dog for mest sandsynligt, at indholdet af stof i universet er netop så stort, at udvidelsen hele tiden aftager ganske svagt - på akkurat en sådan måde, at universet aldrig helt opbremses. Man kalder det for det kritiske univers. Hvis det er rigtigt, betyder det samtidig, at universets alder kun er en bestemt brøkdel - to tredjedele - af den naive alder. Lige nu kunne det godt se ud til, at den omtalte, mulige enighed om afstandsbestemmelserne til de fjerne galakser med tiden vil samle sig om en værdi for universets nuværende udvidelseshastighed, som svarer til en alder for universet på et sted mellem 10 og 12 milliarder år. Vel at mærke, hvis man forudsætter, at universet er kritisk. Men det er der altså bare ingen, der ved med blot nogenlunde sikkerhed.

Stjernealdre

Hertil kommer desuden den temmelig generende kendsgerning, at de forskere, der beskæftiger sig med at opstille modeller for stjernernes udvikling, føler sig meget overbeviste om, at de ældste stjerner i universet i hvert fald er 13 milliarder år, måske endda 15 milliarder år. Det giver jo ganske enkelt ikke mening, at der findes enkelte stjerner, som er ældre end selve universet.

- Måske er det nu ikke så stort et problem, som det umiddelbart kunne lyde til, siger astrofysikeren Jes Madsen fra Aarhus Universitet. - Der er mange usikkerhedsmomenter i den slags beregninger. For mig at se er det helt afgørende, om det vil lykkes at få alle målinger af universets udvidelseshastighed til at falde sammen om én og samme værdi. Så må vi se at få fundet ud af, nøjagtig hvor meget stof, der gemmer sig rundt om i universet. I dag mangler vi helt op mod 90 procent af den mængde, der er nødvendig for et kritisk univers. Måske er stoffet gemt som elementarpartikler, måske som sorte huller. Ingen ved det. Men foreløbig er der ingen grund til at fortvivle over konflikten mellem stjernernes alder og alderen af det kritiske univers. Der er mange løsninger på det problem, tilføjer Jes Madsen.



Denne side vedligeholdes af tycho@inet.uni-c.dk

Tilbage til Planetariets hjemmeside