Det omvendte univers

Ny kosmologiske observationer bekræfter inflation

George Musser

Astronomerne Angelica de Oliveira-Costa og Max Tegmark arbejdede til langt ud på natten for at analysere deres observationer af den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. Næste morgen skulle det unge hustru-og-mand team præsentere, hvad deres data afslørede om den ene vigtigste ukendte kendsgerning i kosmologi: universets form. Deres tidligere resultater, fra et teleskop i Saskatoon, Canada, mellem 1993 og 1995, havde antydet, at universet er fladt - de første observationer, som gav substans til en langvarig overbevisning blandt kosmologer. Men indbyggede usikkerheder i målingerne gjorde det umuligt at være sikker.

    Derfor fløj QMAP holdet (de Oliveira-Costa, Tegmark og fem kolleger fra Institute for Advanced Study i Princeton, N.J. og University of Pennsylvania) i 1996 instrumenter på en ballon 100.000 fod (30 kilometer) over Texas og New Mexico. Da de omsider behandlede data - aftenen før deres udtalelse på Fermi National Accelerator Laboratory denne maj - forekom situationen trist. Resultaterne fra Saskatoon og ballonresultaterne var fuldstændig forskellige.
    Pludselig gik det imidlertid op for Oliveira-Costa, at Tegmark ved et uheld havde plottet resultaterne på hovedet. Da de blev vendt rigtigt, passede de nøjagtigt med Saskatoon's data. "Det var det mest spændende øjeblik som forsker, da jeg blev klar over, at vi havde vendt det kort om", siger Tegmark. "Da indså jeg at, ja, Saskatoon havde ret. Universet er fladt".
    QMAP ballonen fremviste meget finere detaljer i strålingen, end Cosmic Microwave Background Explorer (COBE) satellitten gjorde for otte år siden. I nogle områder er denne stråling lidt svagere (blå i illustrationen); i andre, stærkere (rød). Mælkevejsgalaksens egen mikrobølgestråling overstiger det kosmiske signal; for at undgå det fokuserede QMAP på et klart stykke af himlen omkring Nordstjernen.
    Når fluktuationerne i lysstyrke forstærkes 100.000 gange, fremkommer der pletter. De svarer til klumper af stof, som fandtes omkring 300.000 år efter Big Bang. Deres tilsyneladende størrelse afhænger af universets geometri og dermed af den kosmiske tæthed af stof og energi.
    Kombineret med andre observationer, inkluderende fjerne supernovaer, beviser QMAP resultaterne den fremherskende inflationsteori - med den krølle, at universet kun er en tredjedel stof (både almindeligt og mørkt) og to tredjedele "kvintessens", en bizar form for energi, som muligvis er indbygget i det tomme rum. På trods af Tegmarks entusiasme er denne konklusion imidlertid ikke definitiv. Astronomer afventer stadig resultaterne fra to kommende satellitter, Microwave Anisotropy Probe og Planck; i mellemtiden flyver andre grupper balloner eller optager jordbaserede målinger. De håber alle på at opretholde eller nedskyde inflationsteori. "Det er som en Indiana Jones film", siger Paul Steinhardt fra Penn. "Alle ser den hellige gral".

Oversat fra The Flip Side of the Universe, Scientific American, september 1998, s. 13.

6. juli, 2000.

Hygge i 4-D :Én sti: Inflation i et univers med lav tæthed
Det femte element
Index