Universum är platt som en nedsutten hatt

2000-04-28 08:46  
Boomerangprojektets ballong framför Mount Erebus på Antarktis. I himlen är ojämnheterna i mikrovågsstrålningen inlagda i den storlek som de skulle synas ha för en betraktare.
Foto Boomerang Team

Den kosmiska bakgrundsstrålningeni mikrovågsområdet har analyserats, och universum har befunnits homogent och platt! Det är resultatet av projektet med det klingande namnet Boomerang - vilket ska uttydas "Balloon Observations of Millimetric Extragalactic Radiation and Geophysics".

I januari 1999 lät universitetet i Berkeley en ballong medförande känsliga mätinstrument för mikrovågsstrålning sväva runt Antarktis på 35 kilometers höjd under 10 dagar. Instrumentet, en ny typ av millimetervågdetektor kallad "spindelnätet", är så känsligt att det med hög upplösning kan upptäcka temperaturskillnader på så lite som en tiotusendels grad när. Analysen av mätdata är nu klar, och tyder på att universum har en euklidiskt platt geometri.

Men låt oss rekapitulera historienfrån början. Låt oss först gå sisådär tio-tolv miljarder år tillbaka i tiden. Ungefär 300 000 år efter Big Bang - urexplosionen och universums förmodade skapelse - hade temperaturen i den ursoppa som senare skulle bli universum sjunkit till ett tiotal tusen grader kelvin, så mycket att protoner och elektroner för första gången kunde forma väteatomer. Rymden blev nu plötsligt genomskinlig, från att tidigare varit fullständigt ogenomtränglig för elektromagnetisk strålning. Nu genomströmmades universum av värmestrålning precis som om en sfär omgiven av ett hölje av glödande metall.

Det var 1965 som två amerikanska forskare, Arno Penzias och Robert Wilson, upptäckte ett kosmiskt bakgrundsbrus i mikrovågsområdet. De trodde först att det var något fel på deras antenn, men det stod snart klart att det var frågan om värmestrålning från urexplosionen dryga tio miljarder år tidigare. Universums expansion hade sedan genom tidernas lopp töjt ut värmestrålningens våglängd - man skulle också kunna uttrycka det så att universum har svalnat. Värmen från askan efter urexplosionen motsvarar idag en temperatur av 2,73 grader Kelvin.

Från början antog man att bakgrundsstrålningen var isotrop - att den var lika stark från alla håll i rymden. Men när forskningen fick allt bättre instrument till sitt förfogande visade det sig att det faktiskt fanns fluktuationer i intensitet och temperatur. Inte stora, men? en viss grynighet kunde man i alla fall mäta.

Men varifrån kommer då ojämnheterna? Jo, säger forskarna, fluktuationer i storleksordningen 2 vinkelgrader och mer härrör från ojämnheter i massfördelningen, ojämnheter som så småningom skulle komma att ge upphov till kvasarer, galaxhopar och till sist vårt eget solsystem.

Mindre fluktuationer anser man däremot har att göra med oscillationer i själva ursoppan varav universum skapades, oscillationer vars frekvens och storlek berodde på materiens täthet. Och genom att analysera de verkligt små fluktuationerna i bakgrundsstrålningen anser man sig nu kunna beräkna universums massinnehåll - och därmed dess geometri. Ett krökt universum innebär att gravitationen med tiden skulle vända expansionen till kontraktion, och att allting slutligen skulle falla in i sig självt i en sorts motsats till Big Bang - the Big Crunch. Ett öppet universum skulle däremot betyda ett universum med ständigt accelererande expansion.

Resultaten av Boomerangprojektet tyder alltså på att vi lever i ett platt universum, där gravitation och expansion exakt balanserar varandra. Men det kanske också innebär att vi nu äntligen kan beräkna den dolda massan som finns i universum.

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt