En
kosmisk gåde
En ny inkarnation af Einsteins kosmologiske konstant
kan pege på vejen hinsides almen relativitet
Lawrence M. Krauss & Michael S. Turner*

Indhold:
Indledning
En konstants fødsel
Energien af ingenting
Tilbage med en hævn
Superverdenen
Geometri vs. skæbne
En afvekslende
historie
Mere at udforske

I 1917 stod Albert Einstein overfor et forvirrende
problem, da han prøvede at forene sin nye teori om gravitation, den
almene relativitetsteori, med den begrænsede forståelse af
universet på den tid. Som de fleste af hans samtidige var Einstein
overbevist om, at universet måtte være statisk - hverken
ekspanderende eller sammentrækkende - men denne ønskede tilstand
stemte ikke overens med hans gravitationsligninger. I desperation
tilføjede Einstein et ekstra, ad hoc kosmologisk led til sine
ligninger for at udbalancere gravitationen og tillade en statisk
løsning.
Tolv år senere opdagede den amerikanske
astronom Edwin Hubble dog, at universet langt fra var statisk. Han fandt, at
fjerne galakser hurtigt veg tilbage fra vor egen med en hastighed, der var
proportional med deres afstand. Et kosmologisk led behøvedes ikke for
at forklare et ekspanderende univers, så Einstein opgav begrebet. Den
russisk-amerikanske fysiker George Gamow erklærede i sin selvbiografi
at "da jeg diskuterede kosmologiske problemer med Einstein,
bemærkede han, at indførelsen af det kosmologiske led var den
største bommert han nogensinde lavede i sit liv."
I de sidste seks år er det kosmologiske led -
nu kaldet den kosmologiske konstant - imidlertid dukket op igen for at spille
en central rolle i det 21. århundredes fysik. Men motivationen for
denne genopstandelse er faktisk meget forskellig fra Einsteins oprindelige
tænkning; den nye version af leddet opstår fra nylige observationer
af et accelererende univers og, ironisk, fra kvantemekanikkens principper,
den gren af fysik som Einstein var berømt for at afsky. Mange fysikere
forventer nu, at det kosmologiske led vil give nøglen til, at vi kan
bevæge os hinsides Einsteins teori til en dybere forståelse af
rum, tid og gravitation og måske til en kvanteteori, der forener
gravitationen med de andre fundamentale naturkræfter. Det er for
tidligt at sige, hvad den endelige beslutning vil blive, men den vil sandsynligvis
ændre vort billede af universet.
Almen relativitet voksede frem af Einsteins årti
lange kamp for at følge op på hans væsentlige observation
i 1907, at gravitation og accelereret bevægelse er ækvivalente.
Som udtrykt i Einsteins velkendte tankeeksperiment er fysikken inde i en
elevator, der sidder i hvile i et ensartet gravitationsfelt med styrke g,
nøjagtig den samme som fysikken inde i en elevator, der med raketfart
skyder gennem det tomme rum med en ensartet acceleration g.
Einstein blev også stærkt påvirket
af den østrigske fysiker Ernst Machs forestillinger; han forkastede
ideen om en absolut referenceramme for rumtiden. I newtonsk fysik refererer
inerti til en genstands tendens til at bevæge sig med konstant
hastighed medmindre den påvirkes af en kraft. Begrebet konstant
hastighed kræver en inerti (dvs. ikke accelererende) referenceramme.
Men ikke accelererende med hensyn til hvad? Newton postulerede eksistensen af
absolut rum, en ubevægelig referenceramme, der definerede alle lokale
inerti rammer. Mach, derimod, foreslog, at fordelingen af stof i universet
definerede inerti rammer og Einsteins almene relativitetsteori indeholder i
stor udstrækning denne ide.
Einsteins teori var den første forestilling om
gravitation, som tilbød et håb om at give et selvkonsistent
billede af hele universet. Den tillod ikke kun en beskrivelse af, hvordan
genstande bevæger sig gennem rum og tid men af, hvordan rum og tid i
sig selv udvikler sig dynamisk. Einstein søgte en løsning, der
var endelig, statisk og adlød Machs principper (f.eks., en endelig
fordeling af stof, der spredes ind i tomheden, syntes ikke at tilfredsstille
Machs forestilling om, at stof var nødvendigt til at definere rum).
Disse tre fordomme førte Einstein til at indføre det kosmologiske
led for at konstruere en statisk løsning, der var endelig og alligevel
ikke havde nogen grænser - hans univers kurvede tilbage på sig
selv som overfladen af en ballon. Fysisk ville det kosmologiske led ikke
kunne observeres på vort solsystems skala, men det ville frembringe en
kosmisk frastødning på større skalaer, der ville modvirke
den tyngdemæssige tiltrækning af fjerne genstande.
Einsteins entusiasme for det kosmologiske led
begyndte imidlertid hurtigt at aftage. I 1917 demonstrerede den nederlandske
kosmolog Willem de Sitter, at han kunne frembringe en rumtidsløsning
med et kosmologisk led, selv i fraværet af stof - et meget ikke-machsk
resultat. Denne model blev siden vist at være ikke-statisk. I 1922
konstruerede den russiske fysiker Alexander Friedman modeller af
ekspanderende og sammentrækkende universer, der ikke krævede et
kosmologisk led. Og i 1930 viste den britiske astrofysiker Arthur Eddington,
at Einsteins univers ikke virkeligt var statisk: fordi gravitationen og det
kosmologiske led var så usikkert afbalancerede, ville små
forstyrrelser føre til løbsk sammentrækning eller
ekspansion. I 1931, med universets udvidelse fast etableret af Hubble, opgav
Einstein formelt det kosmologiske led som "alligevel teoretisk
utilfredsstillende."
Hubbles opdagelse imødegik behovet for det
kosmologiske led til at modvirke gravitationen; i et ekspanderende univers
sætter gravitationen ekspansionens hastighed ned. Så blev
spørgsmålet, Er gravitationen stærk nok til at stoppe
ekspansionen og få universet til at kollapse, eller vil kosmos udvide
sig for evigt? I Friedmann modellerne er svaret forbundet med stoffets
middeltæthed: et univers med høj tæthed vil kollapse,
hvorimod et univers med lav tæthed vil ekspandere for evigt. Skillepunktet
er universet med kritisk tæthed, som ekspanderer for evigt men med en
hastighed, der hele tiden aftager. Fordi universets middelkrumning i
Einsteins teori er bundet til dets middeltæthed, er geometri og
skæbne forbundet. Universet med høj tæthed er positivt
kurvet som overfladen af en ballon, universet med lav tæthed er
negativt kurvet som overfladen af en saddel og universet med kritisk
tæthed er rumligt fladt. Således kom kosmologerne til at tro, at
bestemmelse af universets geometri ville afsløre dets endelige
skæbne.
Det kosmologiske led var bandlyst fra kosmologi i de
næste seks årtier (undtaget en kort opdukken som del af
stabil-tilstand universet, en teori, der blev fremlagt sidst i 1940'erne men
afgjort udelukket i 1960'erne). Men måske er det mest overraskende ved
leddet, at selv om Einstein ikke havde indført det i et jag af
forvirring efter hans udvikling af almen relativitet, erkender vi nu, at dets
tilstedeværelse synes at være uundgåeligt. I sit nuværende
skikkelse opstår det kosmologiske led ikke fra relativitet, som styrer
naturen på dens største skalaer, men fra kvantemekanik, de
mindste skalaers fysik.
Denne nye forestilling om det kosmologiske led er
temmelig forskellig fra den, Einstein indførte. Hans oprindelige
feltligning relaterer rummets krumning til fordelingen af stof og energi. Da
Einstein tilførte det kosmologiske led, anbragte han det på
venstre side af ligningen og foreslog, at det var en egenskab ved selve
rummet. Men hvis man flytter det kosmologiske led til højre side,
indtager det en helt ny betydning, den, det har i dag. Nu repræsenterer
det en bizar ny form for energitæthed, der forbliver konstant selv
efterhånden som universet udvider sig og hvis gravitation er
frastødende i stedet for tiltrækkende.
Lorentz uforanderlighed, den fundamentale symmetri
forbundet med både speciel og almen relativitetsteori, indebærer,
at kun det tomme rum kan have denne form for energitæthed. Sat i dette
perspektiv synes det kosmologiske led endnu mere bizart. Hvis spurgt hvad
energien af det tomme rum er, ville de fleste folk sige
"ingenting." Det er, trods alt, den eneste intuitivt fornuftige
værdi.
Desværre er kvantemekanik alt
andet end intuitiv. På de meget små skalaer, hvor
kvantevirkninger bliver vigtige, er selv det tomme rum ikke virkelig tomt. I
stedet knalder virtuelle partikel-antipartikel par ud af det tomme rum,
bevæger sig korte afstande og forsvinder så igen i tidsrum
så flygtige, at man ikke kan observere dem direkte. Alligevel er deres
indirekte virkninger meget vigtige og de kan måles. F.eks.
påvirker de virtuelle partikler brints spektrum på en måde,
der kan beregnes og som er blevet bekræftet af målinger.
Når vi en gang accepterer denne forudsætning, burde vi være
forberedt på at overveje muligheden af, at disse virtuelle partikler
kunne udstyre det tomme rum med en eller anden energi, som ikke er nul. Kvantemekanik
gør således overvejelsen af Einsteins kosmologiske led
obligatorisk i stedet for frivillig. Det kan ikke forkastes som
"teoretisk utilfredsstillende." Problemet er imidlertid, at alle
beregninger og vurderinger af størrelsen af det tomme rums energi
fører til absurd store værdier - som strækker sig fra 55
til 120 størrelsesordner større end energien af alt stof og
stråling i det observerbare univers. Hvis vacuum energitætheden
virkelig var så stor, ville alt stof i universet øjeblikkeligt
flyve fra hinanden.
Dette problem har været en torn i siden
på teoretikere i mindst 30 år. I princippet burde det være
opdaget så tidligt som i 1930'erne, da beregninger af virkningerne af
virtuelle partikler først blev udført. Men på alle
områder af fysik, bortset fra dem der er relateret til gravitation, er
et systems absolutte energi irrelevant; det, der gælder, er
energiforskellene mellem tilstande (for eksempel, energiforskellene mellem et
atoms grundtilstand og dets exciterede tilstande). Hvis en konstant
lægges til alle energiværdierne, falder den ud af sådanne
beregninger, hvilket gør det nemt at ignorere den. Desuden var der
på den tid få fysikere, der tog kosmologi alvorligt nok til at
bekymre sig om at anvende kvanteteori på den.
Men almen relativitet betyder, at alle former for
energi, selv ingentings energi, virker som en kilde til gravitation. Den
russiske fysiker Yakov Borisovich Zel'dovich erkendte betydningen af dette
problem sidst i 1960'erne, da han udførte de første vurderinger
af vacuets energitæthed. Siden den tid har teoretikere prøvet at
regne ud, hvorfor deres beregninger giver så absurd høje
værdier. En eller anden uopdaget mekanisme, sluttede de, må
udligne størstedelen af vacuum energien, hvis ikke det hele. Faktisk
antog de, at den mest plausible værdi for energitætheden er nul -
selv kvanteintethed burde veje ingenting.
Så længe teoretikerne i baghovedet
troede, at en sådan udligningsmekanisme kunne findes, kunne de anbringe
problemet med det kosmologiske led i hvileposition. Skønt det var
fascinerende, kunne det ignoreres. Imidlertid har naturen blandet sig.
Det første afgørende vidnesbyrd om at noget
var galt, kom fra målinger af nedsættelsen af hastigheden af
universets udvidelse. Husk at Hubble fandt, at fjerne galaksers relative
hastighed var proportional med deres afstand fra vor egen galakse. Ud fra den
almene relativitets synspunkt opstår dette forhold fra selve rummets
udvidelse, som burde gå langsommere med tiden på grund af tyngdemæssig
tiltrækning. Og fordi meget fjerne galakser ses, som de var for
milliarder af år siden, burde nedsættelsen af udvidelsens
hastighed føre til en krumning af det ellers lineære Hubble
forhold - de fjerneste galakser burde vige hurtigere end Hubbles lov ville
forudsige. Dog er tricket at bestemme afstandene og hastighederne af meget
fjerne galakser nøjagtigt.
Sådanne målinger hviler på at finde
standard lys - objekter med kendt væsentlig lysstyrke, der er lyse nok
til at blive set tværs gennem universet. Et gennembrud kom i 1990'erne
med kalibreringen af type Ia supernovaer, som man mener er termonukleare
eksplosioner af hvide dværgstjerner med omkring 1,4 gange solens masse.
To hold - Supernova Cosmology Project, ledet af Saul Perlmutter fra Lawrence
Berkeley National Laboratory, og High-z Supernova Search Team, ledet af Brian
Schmidt fra Mount Stromlo and Siding Spring Observatories - gik i gang med at
måle nedsættelsen af universets udvidelseshastighed ved brug af
denne type supernova. I begyndelsen af 1998 gjorde begge grupper den samme
overraskende opdagelse: i løbet af de sidste fem milliarder år
har udvidelsen sat hastigheden op, ikke ned [se "Cosmological
Antigravity," af Lawrence M. Krauss; Scientific American, januar 1999],
[Kosmologisk antigravitation]. Siden da er
vidnesbyrdene for en kosmisk hastighedsforøgelse blevet meget
stærkere og har afsløret ikke blot en nuværende
accelerationsfase men en tidligere epoke med deceleration [se "From
Slowdown to Speedup," af Adam G. Riess og Michael S. Turner; Scientific
American, februar 2004].
Supernova data er imidlertid ikke de
eneste vidnesbyrd, der peger på eksistensen af en eller anden ny form
for energi, der driver den kosmiske udvidelse. Vort bedste billede af det
tidlige univers kommer fra observationer af den kosmiske
mikrobølgebaggrund (CMB), resterende stråling fra big bang, der
afslører egenskaber ved universet ved en alder på omkring
400.000 år. I 2000 var målinger af vinkelstørrelsen af
variationer i CMB hen over himlen gode nok for forskerne til at bestemme, at
universets geometri er flad. Denne kendelse blev bekræftet af et
CMB-observerende rumfartøj kaldet Wilkinson Microwave Anisotropy Probe
og andre eksperimenter.
En rumlig flad geometri kræver, at universets middeltæthed skal
være lig med den kritiske tæthed. Men mange forskellige
målinger af alle former for stof - inkluderende koldt mørkt
stof, et formodet hav af partikler der bevæger sig langsomt, som ikke
udsender lys, men som udøver tiltrækkende gravitation - viste,
at stof kun bidrager med omkring 30 procent af den kritiske tæthed. Et
fladt univers kræver derfor en eller anden form for jævnt fordelt
energi, der ikke ville have nogen observerbar indflydelse på lokal
hobdannelse og alligevel kunne redegøre for 70 procent af den kritiske
tæthed. Vacuum energi, eller noget der ligner den meget, ville
frembringe præcis den ønskede virkning.
Desuden antydede en tredje række
fornuftslutninger, at kosmisk acceleration var det manglende stykke i det
kosmologiske puslespil. I to årtier har paradigmet om inflation plus
koldt mørkt stof været den førende forklaring på
universets struktur. Inflationsteorien hævder, at universet i sine
allerførste øjeblikke gennemgik et enormt udbrud af udvidelse,
som udjævnede og fladgjorde dets geometri og blæste
kvantefluktuationer i energitæthed op fra subatomar til kosmisk
størrelse. Denne begivenhed frembragte den let ujævne fordeling
af stof, som førte til de variationer, der ses i CMB og til de
observerede strukturer i universet i dag. Gravitationen af det kolde
mørke stof, som vejer langt mere end almindeligt stof, styrede
dannelsen af disse strukturer.
I midten af 1990'erne blev dette paradigme imidlertid
alvorligt udfordret af observationsdata. Det forudsagte niveau for
stof-hobdannelse var forskelligt fra det, der blev målt. Endnu
værre var det, at universets forudsagte alder syntes at være
yngre end alderen på de ældste stjerner. I 1995 pegede vi to
på, at disse modsætninger ville forsvinde, hvis vacuum energien
redegjorde for omkring to tredjedele af den kritiske tæthed. (Denne
model var meget forskellig fra Einsteins lukkede univers, i hvilket det
kosmologiske leds tæthed var halvdelen af stoffets.) Givet vacuum
energiens brogede historie var vort forslag i det mindste provokerende.
Et årti senere passer alt dog sammen. Foruden
at forklare den nuværende kosmiske acceleration og den tidligere periode
med deceleration skubber et genopstået kosmisk led universets alder til
næsten 14 milliarder år (komfortabelt over de ældste
stjerners alder) og adderer præcis nok energi til at bringe universet
til den kritiske tæthed. Men fysikerne ved stadig ikke om denne energi
i virkeligheden kommer fra kvantevacuet. Vigtigheden af at opdage
årsagen til kosmisk acceleration har bragt en helt ny
påtrængende nødvendighed til anstrengelserne med at
kvantificere vacuum energi. Opgaven, at bestemme vægten af ingenting,
kan ikke længere udskydes til kommende generationer. Og mysteriet synes
nu endnu mere forbistret end det gjorde, da fysikere prøvede at anvise
en teori, der ville aflyse vacuum energi. Nu skal teoretikerne forklare,
hvorfor vacuum energien ikke er nul men så lille, at dens virkninger
på kosmos først blev relevant for få milliarder år
siden.
Selvfølgelig kunne intet være mere
spændende for forskerne end et mysterium af denne størrelse,
rigdom og vigtighed. Ligesom Einstein blev ført til almen relativitet
ved at overveje uforeneligheden af speciel relativitet og Newtons teori om
gravitation, tror fysikere i dag, at Einsteins teori er ufuldstændig,
fordi den ikke konsistent kan indlemme kvantemekanikkens love. Men
kosmologiske observationer kan måske belyse forholdet mellem
gravitation og kvantemekanik på et fundamentalt niveau. Det var
ækvivalensen mellem accelererede rammer og gravitation, der ledte vejen
for Einstein; måske vil en anden form for acceleration, den kosmiske
hastighedsforøgelse, lede vejen i dag. Og teoretikere har allerede
opridset nogle ideer om, hvordan man skal gå videre.
Strengteori, som nu ofte kaldes M-teori, ses af mange
fysikere som en lovende indfaldsvinkel til at gifte kvantemekanik med
gravitation. En af de grundlæggende ideer, der ligger under denne
teori, kaldes supersymmetri, eller SUSY. SUSY er en symmetri mellem partikler
med halv-heltal spin (fermioner som kvarker og leptoner) og dem med
hel-heltal spin (bosoner som fotoner, gluoner og andre kraftbærere). I
en verden i hvilken SUSY er fuldt tydelig, ville en partikel og dens
superpartner have samme masse; f.eks., den supersymmetriske elektron (kaldet
selektronen) ville være så let som elektronen, og så
videre. I denne superverden kan det endvidere bevises, at kvante intetheden
ville veje ingenting og at vacuet ville have nul energi.
I den virkelige verden ved vi imidlertid, at ingen
selectron så let som elektronen kan eksistere, fordi fysikere allerede
ville have detekteret den i partikelacceleratorer. (Teoretikere spekulerer
på, at superpartner partikler er millioner af gange tungere end
elektroner og således ikke kan findes uden hjælp af kraftigere
acceleratorer.) SUSY må derfor være en brudt symmetri, hvilket
antyder, at kvante intetheden kunne veje noget.
Fysikere har frembragt modeller af brudt
supersymmetri, som giver en vacuum energitæthed, der er mange
størrelsesordener mindre end de absurd høje vurderinger, der
blev lavet tidligere. Men selv denne teoretiske tæthed er langt
større end den, der vises af kosmologiske observationer. Fornylig har
forskere imidlertid erkendt, at M-teori synes at tillade et næsten
uendeligt antal forskellige løsninger. Skønt næsten alle
disse mulige løsninger virkelig ville resultere i en vacuum energi,
der er alt for høj, kunne nogle producere en vacuum energi så
lav som den værdi, kosmologer har observeret [se "The String
Theory Landscape," af Raphael Bousso og Joseph Polchinski, på side
60].
Et andet kendetegn ved strengteori er påstanden
om yderligere dimensioner. Nuværende teori adderer seks eller syv
rumlige dimensioner, alle skjulte, til de sædvanlige tre. Denne
konstruktion tilbyder en anden indfaldsvinkel til at forklare kosmisk
acceleration. Georgi Dvali fra New York University og hans samarbejdspartnere
har foreslået, at virkningen af ekstra dimensioner kan vise sig som et
yderligere led i Einsteins feltligning, der fører til en accelereret
udvidelse af universet [se "Out of the Darkness," af Georgi Dvali;
Scientific American, februar 2004]. Denne indfaldsvinkel går imod
langvarige forventninger: i årtier havde man antaget, at stedet at
kigge efter forskelle mellem almen relativitet og dens
efterfølger-teori ville være på korte afstande, ikke
kosmiske. Dvalis plan går imod denne visdom - hvis han har ret, vil den
første bebuder af en ny kosmisk forståelse være på
de største afstande, ikke de mindste.
Det er muligt, at forklaringen på kosmisk
acceleration ikke vil have noget at gøre med at løse mysteriet
om, hvorfor det kosmologiske led er så lille eller hvordan Einsteins
teori kan udvides til at inkludere kvantemekanik. Almen relativitet stiller
som betingelse, at en genstands gravitation er proportional med dens
energitæthed plus tre gange dens interne tryk. Enhver energiform med et
stort negativt tryk - der trækker indad som en gummiflade i stedet for
at skubbe udad som en gasbold - vil derfor have frastødende
gravitation. Så kosmisk acceleration kan helt enkelt have
afsløret eksistensen af en usædvanlig energiform, kaldet
mørk energi, som ikke forudsiges af hverken kvantemekanik eller
strengteori.
Under alle omstændigheder har opdagelsen af kosmisk
acceleration for evigt ændret vor tænkning om fremtiden.
Skæbnen er ikke længere bundet til geometri. Når vi en gang
tillader eksistensen af vakuum energi eller noget lignende, er alting muligt.
Et fladt univers, domineret af positiv vacuum energi, vil udvide sig for
evigt med stadig stigende hastighed, hvorimod et, der er domineret af negativ
vacuum energi, vil kollapse. Og hvis den mørke energi slet ikke er
vacuum energi, så er dens fremtidige betydning for kosmisk udvidelse
usikker. Det er muligt at, ulig en kosmologisk konstant, tætheden af
mørk energi kan stige eller falde med tiden. Hvis tætheden
stiger, vil den kosmiske acceleration stige og flå galakser,
solsystemer, planeter og atomer fra hinanden i den rækkefølge
efter et endeligt tidsrum. Men hvis tætheden falder, kunne
accelerationen stoppe. Og hvis tætheden bliver negativ, kunne universet
kollapse. Vi to har demonstreret, at uden at kende den detaljerede oprindelse
til den energi, der i øjeblikket driver udvidelsen, kan intet
sæt observationer fastslå universets endelige skæbne.
Til at løse dette mysterium kan vi have behov
for en fundamental teori, der tillader os at forudsige og kategorisere den
tyngdemæssige betydning af hvert enkelt muligt bidrag til det tomme
rums energi. Med andre ord vil intethedens fysik bestemme vort univers'
skæbne! At finde løsningen kan kræve nye målinger af
den kosmiske udvidelse og af de strukturer der dannes inde i den for at give
retningslinier til teoretikerne. Heldigvis planlægges der mange
eksperimenter, inkluderende et rumteleskop der er dedikeret til at observere
fjerne supernovaer og nye teleskoper på jorden og i rummet til at undersøge
mørk energi gennem dens virkning på udviklingen af strukturer
på stor skala.
Vor viden om den fysiske verden udvikler sig
sædvanligvis i en atmosfære af kreativ forvirring. Det ukendtes
tåge førte Einstein til at overveje et kosmologisk led som en
desperat løsning på at konstruere et statisk, mach'sk univers. I
dag driver vor forvirring om kosmisk acceleration fysikere til at udforske
enhver mulig udvej til at forstå naturen af den energi, der driver
hastighedsforøgelsen. Den gode nyhed er, at skønt mange veje
kan føre til blinde slutninger, kan løsningen af dette dybe og
forvirrende mysterium med tiden hjælpe os til at forene gravitation med
de andre kræfter i naturen, hvilket var Einsteins dristigste håb.
Siden
Einstein undfangede det kosmologiske led for næsten 90 år siden,
er det blevet forkastet, omformet og er genopstået. Her er nogle
højdepunkter.

|

|

|
FEB. 1917: Einstein
indfører det kosmologiske led for at modvirke gravitationen, hvilket
tillader ham at bygge en teoretisk model af et statisk, endeligt univers.
|
MARTS 1917: Den hollandske
kosmolog Willem de Sitter frembringer en alternativ model med et
kosmologisk led. Det vises senere, at denne model har accelererende
ekspansion.
|
1922: Den russiske
fysiker Alexander Friedmann konstruerer modeller af ekspanderende og
sammentrækkende universer uden et kosmologisk led.
|

|

|

|
1929: Den amerikanske
astronom Edwin Hubble opdager, at universet ekspanderer. To år senere
opgiver Einstein det kosmologiske led og kalder det ”alligevel
teoretisk utilfredsstillende.”
|
1967: Den russiske
fysiker Yakov Borisovich Zel’dovich vurderer kvantevakuets
energitæthed og finder, at det ville udgøre et enormt
kosmologisk led.
|
1998: To hold
supernovajægere anført af Saul Perlmutter (venstre) og
Brian Schmidt (højre) rapporterer, at den kosmiske ekspansion
accelererer. Et omformet kosmologisk led ville frembringe denne virkning.
Siden 1998 er vidnesbyrdene for kosmisk acceleration blevet styrket.
|
Mere at udforske
Subtle is the Lord: The Science and Life of Albert
Einstein. Abraham Pais. Oxford University Press,
1982.
The Cosmological Constant Problem. Steven Weinberg in Reveiews of Modern Physics, Vol. 61,
No. 1, siderne 1-23; 1989.
The Observational Case for a Low Density Universe with
a Non-Zero Cosmological Constant. J.P.
Ostriker og P.J. Steinhardt i Nature, Vol. 377, siderne 600-602; 19.
oktober, 1995.
The Cosmological Constant is Back. Lawrence M. Krauss og Michael S. Turner i General Relativity
and Gravitation, Vol. 27, No. 11, side 1135; 1995.
Geometry and Destiny.
Lawrence M. Krauss og Michael S. Turner i General Relativity and
Gravitation, Vol. 31, No. 10, siderne 1453-1459; oktober 1999.

* Lawrence M. Krauss og Michaels S. Turner var blandt de
første kosmologer til at argumentere for, at universet domineres af et
kosmologisk led, der er radikalt forskelligt fra det, der blev introduceret
og så forkastet af Einstein. Deres forudsigelse i 1995 af kosmisk
acceleration blev bekræftet af astronomiske observationer tre år
senere. Som leder af fysikafdelingen på Case Western Reserve University
har Krauss også skrevet syv populære bøger, inkluderende The
Physics of Star Trek og Hiding in the Mirror: The Mysterious Allure of
Extra Dimensions. Turner, som er Rauner Distinguished Service Professor
på University of Chicago, tjener nu som assisterende direktør
for matematiske og fysiske videnskaber ved National Science Foundation.
Oversat fra A Cosmic Conundrum, Scientific American, september, 2004, ss.52-59.

29. maj, 2006.
Indhold
Index
|