Artikkel

Ser vi konturene av et nytt univers?

Planck-satelitten og jorda
Romteleskopet Planck samlet i perioden 2009-2013 data om den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Dataene analyseres nå av astrofysikere ved UiO. Dataene kan avsløre et mer avansert univers enn vi tidligere har trodd. Illustrasjon:ESA.

Ser vi konturene av et nytt univers?

Satellitten Planck stirret ut i universet på jakt etter kosmisk bakgrunnsstråling fra 2009 til 2013. Bildene fra Planck kan avsløre hemmeligheter fra universets barndom og hvordan hele fysikken i universet ble til.

Ved Institutt for teoretisk astrofysikk på UiO sitter forskerne som detektiver og ser på data fra Planck. De prøver å finne ut hva som egentlig skjedde for 14,5 milliarder år siden.

Hans Kristian Kamfjord Eriksen
Astrofysiker Hans Kristian Kamfjord Eriksen tror data fra Planck kan avsløre et mer avansert univers. Foto: Espen Haakstad/UiO

Liten ujevnhet kan velte stor teori

Den kosmiske bakgrunnsstråling stammer fra selve Big Bang og er blitt kalt skapelsens fingeravtrykk. Dette fordi den er et bilde på hvordan universet så ut 380 000 år etter Big Bang.  Frem til da hadde universet vært ugjennomsiktig som en tjukk tåke.

Varmen etter Big Bang gjorde at lyspartikler ikke kom noen vei fordi de krasjet med andre partikler som var i konstant bevegelse. Når universet hadde kjølt seg nok ned til at større partikler kunne dannes, da først slapp lyset endelig løs. Ved hjelp av ekstremt ømfintlige instrumenter som Planck kan vi se dette lyset i dag.

Planck gir de beste bilde av bakgrunnsstrålingen vi har hatt til nå og ett sted i de enorme datamengdene romsonden har gitt oss, kan kimen til en ny fysikk ligge.

– En liten ujevnhet eller asymmetri i bildene kan velte etablerte sannheter om universet!

– Det kan åpne for en helt ny fysikk, sier astrofysiker Hans Kristian Kamfjord Eriksen, professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk på Universitetet i Oslo. Han har akkurat avsluttet et ERC-prosjekt innen dette feltet. Stipender fra ERC (European Research Council) henger svært høyt.

En smart avgjørelse

Institutt for teoretisk astrofysikk ved UiO har vært svært involvert i Planck-prosjektet og det er særlig en grunn til at instituttet leder an i forskning rundt kosmisk bakgrunnsstråling. Nemlig datakraft.

– Instituttet tok en smart avgjørelse for flere tiår tilbake. De stilte seg spørsmålet: Hva kan vi være i verdenstoppen på her med de ressursene vi har? Svaret var data. Dette førte til en målrettet satsing på data og i dag har vi datakraft i verdenstoppen her på universitetet, forklarer Kamfjord Eriksen.

Ikke minst ledig datakraft.

– Flere av verdens superdatamaskiner lider under at det er så lang kø for å få behandlet dataene sine der. Her på universitetet har vi privilegiet av å kunne tungregne på store teorier og data med en gang. Vi har for eksempel 10 ganger større «in-house» datakapasitet enn Princeton.

Sammeligning av Cobe, WMAP og Planck.
Planck gir oss mer informasjon enn noengang om den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Planck gir et mye bedre bilde av temperaturvariasjonene i bakgrunnsstrålingen enn forgjengerne WMAP og COBE.  Illustrasjon: NASA/JPL-Caltech/ESA

Er universet vridd?

Datakraften på Blindern brukes nå til å bearbeide all data fra Planck og sammenligne det med romsonden WMAP. Det er et veldig omfattende arbeid.

– Vi er en av de få Planck-gruppene som jobber med all data samtidig. Det krever stor datakraft.

Nå jobbes det med å avgjøre om en uregelmessighet kan velte et gammelt astrofysisk prinsipp.

 Vi har til nå regnet med at universet styres av det kosmologiske prinsipp. Og det kosmologiske prinsipp sier at universet isotropt, det vil si likt og homogent i alle retninger.

– Om universet var havet og du er ute i en båt, sier det såkalte kosmologiske prinsipp at du skal se like mange og like store bølger uansett om du ser mot nord, sør, øst eller vest, sier Kamfjord Eriksen.

Men allerede i data fra romsonden WMAP var det noen små uregelmessigheter eller tegn på asymmetri som ikke stemte med det kosmologiske prinsipp. Dette ble tilskrevet små statistiske avvik.

– Men dataene fra Planck understøtter disse uregelmessighetene, en indikasjon på at universet faktisk har en foretrukket retning. Det vil være som om du sitter i båten og ser en storm mot nord, mens det er vindstille i sør. Kanskje er universet vridd?

Mer avansert univers

Bilde av den kosmiske bakgrunnsstrålingen satt sammmen med data fra Planck-satelitten
Bilde av den kosmiske bakgrunnsstrålingen satt sammen av data fra Planck-satelitten. Foto: ESA/Planck

Det kan bety at på stor skala er ikke fysikken i universet helt lik. Noen regler gjelder en plass, mens en annen plass har andre fysiske lover.

– Betyr dette at det kosmologiske prinsipp står for fall?

– Altfor tidlig å si, men disse dataene fra Planck tyder på at enkelte fenomener er mer avansert enn tidligere antatt. Tidligere trodde jeg for eksempel ikke på inflasjon. Nå tror jeg på inflasjon i en eller annen form. Bare mer avansert enn tidligere antatt. Det vi jakter på er hvilken type inflasjon som preget det tidlige universet.

Inflasjon er teorien om at universet i løpet av noen brøkdels sekunder, nesten rett etter smellet, ekspanderte ekstremt fort – størrelsen er beregnet å ha økt minst 1078 ganger. Inflasjon er brukt til å forklare hvorfor universet ser ut til å være så likeformet i alle retninger.

Eriksen tror derimot på en avansert inflasjonsmodell og et univers som ikke er homogent.

– Min personlige mening er at universet rett og slett ikke er homogent, men har variasjoner på en større skala enn det vi kan observere. Vi ser bare én liten del av det totale bildet, sier Eriksen.

– Hm, dette så rart ut!

Er det blant astrofysikere akseptert å mene at universet ikke er homogent?

– Stadig flere tror på det. Jeg vil tippe at halvparten vil mene at dette bare er tull. Kanskje en fjerdedel vil være tilhengere av en slik teori og en fjerdedel igjen vil si: Vi vet ikke.

Eriksen minner om at alle gjennombrudd har startet i det små.

– Alle store oppdagelser starter med at noen sier: «Hm, dette så rart ut». Så gjelder det å forfølge dette avviket. Se om det blir noe ut av de ideene som kommer i kjølvannet av dataene. Det er bare å starte på nytt hvis det viser seg at det ikke var noe likevel.

Kontakt:

Astrofysiker Hans Kristian Kamfjord Eriksen, professor ved Institutt for teoretisk astrofysikk på Universitetet i Oslo.

Les mer på Titan.uio.no:

Et ekko fra Big Bang

Et Big Bang trenger Big Data

Utvider jakten på mørk materie

Se vår TEMA-side om universet

Kategori: 

Skriv ny kommentar

Verifiser deg (din epost-adresse vil ikke bli vist offentlig)

Les også