Kosmologi 3 Universums framtid

Nobelpriset i fysik 2011 Saul Perlmutter Brian P. Schmidt Adam G. Riess Universums expansion accelererar

Standard candles För att undersöka universums expansion använde de sig av supernovor klass 1a. De borde lysa lika starkt. Men avståndet skulle göra att de mer avlägsna skulle verka ljussvagare. De kunde mäta avstånd

hastighet Genom att jämföra bilder av avlägsna supernovor tagna med en viss tidsförskjutning kunde de beräkna hastigheten på expansionen.

En överraskande slutsats Slutsatsen de kom fram till var att universum verkar expandera snabbare och snabbare. Expansionen accelererar. Detta var en ny och revolutionerande observation.

Två mörka krafter Beräkningar visar att vi bara kan observera en bråkdel av universum. Det måste finnas ytterligare en kraft som håller ihop universum, mörk materia. Det måste finnas någon kraft som gör att universum expanderar i allt högre hastighet, mörk energi.

Konsekvenser Om universum expanderar i allt högre hastighet finns två möjligheter Big chill: avståndet mellan galaxerna ökar tills vi inte kan se mer än vår egen galax. Universum blir öde och kallt Big Rip: den accelererande expansionen sliter itu universum

Gravitonen Hur kan månen veta att den påverkas av jordens gravitation? Information överförs oftast av en partikel Elektricitet – elektroner Ljus – fotoner Men vad överför gravitationen Gravitonen???

Neutriner Vid fusionsprocessen när två väte atomer slås ihop och bildar helium bildas även en mycket lite partikel, neutrinon. Nästan utan massa. Den är så liten att den passerar rakt igenom jorden, mellan atomerna. Försök pågår att detektera neutrinon i stora underjordiska bassänger och i isen vid Antarktis.

Higgspartikeln Genom matematiska beräkningar har Peter Higgs förutsagt existensen av en partikel som skulle kunna förklara varför partiklar har massa. Kan Higgs partikeln förklara hur gravitation uppstår.

LHC I Cern har man byggt en partikelaccelerator. I 27 km underjordiska tunnlar accelererar man protoner till 99% av ljushastigheten och låter dem sedan krocka. Med hjälp av detektorer analyserar man beståndsdelar

Higgs Higgs har på senare tid blivit det viktigaste målet för fysikerna, eftersom den är den felande biten i vår fysikaliska världsbild. Det är nämligen Higgs som ser till att partiklar har massa. Utan Higgs skulle alla partiklar vara masslösa och liksom fotoner fara iväg med ljusets hastighet – och då skulle det ju inte kunna bildas atomer, stjärnor och planeter.

Sällan är ett vetenskapligt Nobelpris så omtalat redan i förväg som 2013 års fysikpris till François Englert och Peter Higgs. Uppmärksamheten berodde på att den s.k. Higgspartikeln upptäcktes vid CERN sommaren 2012. Vid ett av teamen som gjorde upptäckten, ATLAS-samarbetet, arbetar Jonas Strandberg, partikelfysiker vid KTH. Han berättar om upptäckten av Higgspartikeln, om om vad den betyder för vår kunskap om världens uppbyggnad.

Big chill Om den mörka energin är den enklast tänkbara och konstant med tiden så kommer dagens utveckling med ett accelererande universum att fortsätta i all framtid. Med tiden kommer allt fler galaxer att försvinna ur vårt synfält då ljuset från dessa galaxer inte längre hinner nå fram till oss på grund av universums snabba expansion. Vi kommer så att leva i en allt glesare och kallare rymd. Detta blir the Big Chill

Big Rip En annan tänkbar möjlighet är att expansionen drivs av det man kallar fantomenergi. Den har egenskapen att öka i takt med att universum utvidgas. Då skulle utvecklingen i början likna det förra fallet. Vi skulle leva i ett allt glesare universum men utvecklingen skulle gå fortare. Det vidare skeendet skulle sedan bli betydligt våldsammare. Allt som hålls samman av gravitationskrafter skulle slitas isär. Först galaxhoparna sedan stjärnorna i galaxerna, planetsystemen och vidare ned till atomens minsta beståndsdelar. Detta är vad som brukar kallas the Big Rip

Big Crunch Av det man ser idag finns inga tecken som tyder på att expansionen skulle vända och gå åt andra hållet. Men då ingen vet vad den mörka energin egentligen är kan man inte helt utesluta detta. All materia skulle då åter dra sig samman tills den till slut befann sig i en enda punkt, en singularitet. Då talar vi om the Big Crunch Gnib gnab (Big bang baklänges) uttrycker samma sak.

Steady state Big Bang-kosmologin utgår från principen att universum ser likadant ut på mycket stora avståndsskalor för alla observatörer, vid alla tider. Detta betyder att universums expansion är konstant och sker med samma takt hela tiden. Universum är därmed oändligt gammalt och kommer alltid att finnas. Denna teori har helt övergivits

Provet Provet kommer att se ut ungefär som de senaste No proven. På högre nivå kommer det mer att handla om stora sammanhang än om fakta. Men för att kunna resonera bör du kunna använda ord och begrepp inom kosmologin Fördjupningsfrågorna hjälper dig att fokusera på det väsentliga.