Stof, mørkt stof og mørk energi

Vi ser nærmere på mørkt stof, mørk energi og det stof, som alt omkring os består af.

Din krop, vores planet, alle stjernerne i universet – består af stof. Men udover dette stof, så består universet også af to andre ting: Mørkt stof og mørk energi.

I dag mener vi, at alt “normalt” stof kun udgør omkring 5% af universet. Det vil sige, at alt her på Jorden og alt det vi kan se omkring os, både med vores øjne og med teleskoper – endda det stof, der er inde i sorte huller – kun udgør en meget lille del af hele universet.

Men hvad består de sidste 95% af universet så af?
Forskere mener, at omkring 27% af universet er mørkt stof og at de sidste 68% er mørk energi.

Mørkt stof

Navnet mørkt stof er en smule misvisende. Mørkt stof er nemlig ikke mørkt, men nærmere usynligt.
Vi ved ikke ret meget om det mørke stof – men vi ved, at det ikke interagerer ret meget med sine omgivelser. Mørkt stof hverken absorberer, reflekterer eller udsender lys, hvilket gør det umuligt for os at observere direkte.

Til gengæld kan vi måle på tyngdekraften af det mørke stof, og det var netop sådan, det først blev opdaget i starten af 1900-tallet.
Her kiggede en række videnskabsmænd på stjernernes bevægelse omkring Mælkevejens centrum og senere på, hvordan andre galakser roterer om sig selv. Det viste sig, at galakserne roterer så hurtigt, at tyngdekraften fra alt støv, gas, stjerner og planeter ikke burde kunne holde sammen på dem. Derfor må der altså være noget stof, som vi ikke kan observere – og det er det, vi kalder mørkt stof.

Galakser bliver dannet

Byggestenene til galakser, stjerner og planeter blev skabt ved Big Bang. Dengang var de fordelt næsten lige udover hele universet, men meget små forskelle i hvordan stoffet var fordelt, betød, at mere tætte områder kollapsede på grund af tyngdekraften. På den måde blev tætte områder endnu tættere og på et tidspunkt så tæt, at en proto-galakse kunne dannes – en slags forstadie til en rigtig galakse.

Denne proces tager hundrede millioner af år, og de første galakser var meget små i forhold til de galakser, vi ser i dag. Som tiden gik, stødte de små galakser sammen og smeltede sammen til større og større galakser.

Lys rejser med en hastighed på næsten 300.000 km/sek., men selv med denne enorme hastighed tager det lyset fra fjerne egne af universet lang tid at nå os. Lyset fra galakserne længere væk har været mange milliarder af år om at nå os, og derfor ser vi dem også, som de så ud for lang tid siden. Ved at se på galakser i forskellige afstande fra os, kan vi se, hvordan galakser har set ud på forskellige tidspunkter i Universets historie. På den måde kan vi få et billede af, hvordan galakser bliver dannet og udvikler sig.

Mørk energi og mørkt stof er to vidt forskellige ting. Det eneste, de har tilfælles, er navnet, for begge dele kan ikke ses direkte og har fået navnet ’mørk’.

Mørk energi

I 1929 kiggede astronomen Edwin Hubble nærmere på nogle fjerne galakser, og han fandt frem til en sammenhæng mellem deres afstand til os og den hastighed, de bevægede sig væk fra os i. Jo længere væk de er fra os, jo hurtigere bevæger de sig. Det betyder, at Universet udvider sig.

I 1990’erne var der en udbredt teori om, at Universets udvidelse ville bremses på et tidspunkt, fordi mængden af stof var så stor, at tyngdekraften ville bremse udvidelsen og måske endda føre til, at Universet ville kollapse. Denne teori kalder man for ’The big cruch’.

Men i 1990 blev Hubble-rumteleskopet opsendt, og med det kunne vi se længere ud i Universet end nogensinde. Jo længere ud i Universet, du ser, jo længere tilbage i tiden ser du, for lyset fra de fjerne galakser har brugt millioner af år på at nå os. Hubble-teleskopet så på de fjerne galakser og fandt ud af, at Universet engang har udvidet sig langsommere. Men det måtte betyde, at Universet ikke bare udvider sig, men at denne udvidelse faktisk accelererer.

Forskerne er ikke helt sikre på, hvad det er, der gør, at Universet udvider sig hurtigere og hurtigere, når tyngdekraften burde få det til at trække sig sammen. Kraften som arbejder mod tyngdekraften, har fået et navn: Mørk energi. Vi ved meget lidt om mørk energi, for vi kan ikke observere det. Vi kan kun se på, hvordan det påvirker det synlige Univers.

Universets fremtid

Balancen mellem mørkt stof og mørk energi er afgørende for universets udvikling. Vi ved så lidt om begge ting, at det er meget svært at sige noget præcist om, hvad der kommer til at ske med vores univers i fremtiden. Alligevel har forskerne givet et par bud på, hvordan universets skæbne ser ud.

Big crunch
Hvis der ikke er nok mørk energi i universet, kan tyngdekraften fra mørkt stof og almindeligt stof standse udvidelsen og til sidst trække universet sammen igen i en form for omvendt Big Bang.

Big Chill
Hvis det er mørk energi, der vinder tovtrækningen med mørkt stof, vil vores univers fortsætte sin udvidelse og alle galakser vil ligge så langt fra hinanden, at vi til sidst ikke kan se lyset fra de andre galakser. Der vil fortsat blive dannet stjerner i omkring en billion år endnu, men herefter vil der ikke være mere gas tilbage, og universet bliver mørkt, da stjernerne slukkes en efter en.

Andre skæbner
Da vi ikke ved, hvad mørkt stof eller mørk energi er, er det umuligt at vide, hvad der vil ske med universet i fremtiden. Der findes derfor mange forskellige muligheder. Måske forsvinder vores Univers lige så pludseligt, som det kom, eller måske findes mange flere universer end blot vores eget?