Brevkasse

Om Mørk energi


Svaret:

Hej Emil,

Det er helt rigtigt, at når vi ikke kan måle en effekt her på Jordan, skyldes det at energitætheden af mørk energi er så lille, at den kun giver en synlig effekt på ekstrem stor skala. På Jorden, i Solsystemet, ja selv i Mælkevejen og dens nærmeste naboer "vinder" tyngdekraften og holder stoffet bundet. Og selv om Universets udvidelse får fjernere galakser til at bevæge sig væk fra os, kan dette også forklares uden mørk energi. Først når vi kigger på meget fjerne galakser kan vi se, at de bevæger sig hurtigere end de burde hvis blot Universet havde fået et "spark" i begyndelsen, og nu langsomt decelererede i udvidelsen pga. stoffets indbyrdes tyngdekraft.

Så ja, Universets udvidelse er ikke helt lige fordelt, i hvert fald ikke på små skalaer (galakse-til-galakse). Men på store skalaer (galaksehob-til-galaksehob) er den. Den præcise afstand, for hvilken tyngdekraften fra stoffet og udvidelsen af rummet ophæver hinanden afhænger af tætheden af galakser i et givet område af Universet. Denne overvindelse af tyngdekraften på visse skalaer er netop en af metoderne til at bestemme størrelsen af den mørke energi (mere præcist kigger vi på, hvor lyssvage supernovaer i galakser er som følge af deres afstand, i forhold til hvor lysvage de ville være hvis ikke der var mørk energi), og den har vi faktisk rimelig godt styr på. Vi aner ikke hvad det er, men vi ved hvor meget der er: Den total energitæthed i Universet (midlet over store skalaer) er fordelt på omtrent 4% "almindeligt" stof (stjerner, gas, filtercigaretter, osv.), 22% mørkt stof (nok nogle ekstremt små partikler, der kun vekselvirker med andet gennem tyngdekraft), og 74% mørk energi. Og lykkeligvis stemmer det utrolig godt overens med andre metoder vi har til at måle dens størrelse (kigge på ujævnheder i den såkaldte kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling, samt kigge på forvrængninger af udseendet af fjerne galakser, som følge af tunge galaksehobe i forgrunden der krummer rummet pga. deres store masse).

Det er også rigtigt (hvis den "gængse" ide om mørk energi holder, hvilket stadig er ret usikkert), er mørk energi er en egenskab ved selv vakuum, altså tomheden mellem partiklerne. Og netop deri ligger Universet acceleration: For godt og vel en milliard år siden (hvis jeg husker rigtigt) passerede vi et kritisk punkt hvor energitætheden af alm.+mørkt stof var lig energitætheden af mørk energi. Indtil da var Universets udvidelse langsomt bremset op, men efterfølgende betød hver enkelt ekstra kubikcentimeter rum en lille smule ekstra mørk energi. Fordi energitætheden af mørk energi er konstant, mens energitætheden af alm. og mørkt stof falder jo større rummet bliver, er der nu ingen vej tilbage — Universet vil for altid udvide sig, og endda hurtigere og hurtigere.

Men det har ikke noget at gøre med atomets stabilitet; dén bestemmes af elektromagnetiske og nukleare kræfter, der er meget, meget større på så lille skala.

Med "en 4. dimension" går jeg ud fra at du mener en fjerde rumlig dimension (vi har jo sådan set allerede en fjerde tidslig dimension). Det er muligt at en sådan findes, endda at der findes flere end fire, men vi ved det ikke, og der findes teorier til at forklare den mørke energi som ikke gør brug af en fjerde dimension. Og generelt (men ikke altid) er det god stil indenfor videnskab ikke unødigt at indkludere ekstra antagelser, hvis man kan klare sig uden. Det princip kaldes "Occams ragekniv".

Håber det kan hjælpe dig. Mørk energi er notorisk svært at få hovedet rundt om, til dels fordi vi slet ikke er sikre på, at det rent faktisk eksisterer.

Bedste hilsener,
Peter