Populär Astronomi » kosmologi

Fråga Popast: Kan svarta hål hejda universums utvidgning?

Robert Cumming — Tue, 06 Sep 2011 15:23:15 +0000

En läsare hörde av sig till Populär Astronomi och undrade om det här med universum och de svarta hålen. Vi bad fysikprofessorn och bloggaren Lars Bergström svara.

Hej! I våras såg jag Vetenskapens världs program om universum och hur det uppfattas att universum blir större och större och att detta pågått ända sedan big bang. Efter programmet fortsatte mina tankar kring universums expansion.
Om vi antar att det finns en bortre gräns för universums utvidgning, då skulle den rimligen avstanna så småningom. Men dessa tecken verkar inte finnas. Då kom jag att tänka på bildandet av svarta hål där stjärnor och galaxer slukas in i ett minimum av volym.
Kan det vara så att det finns ett samband mellan universums inflation och de svarta hålen? Jag tänker att allt eftersom universum expanderar så nybildas svarta hål för att så att säga ta upp utvidgningen inom den givna volymen av universum. Allt eftersom universum utvidgas bildas allt fler och större svarta hål för att balansera utvidgningen. Till slut när utvidgningen har pågått tillräckligt länge har vi återigen fått ett eller flera gigantiska svart hål med en enorm energilagring av alla galaxer och då kommer en ”big bang” i det svarta hålet att inträffa på nytt igen och så upprepar utvecklingen sig gång på gång.
Ja det var min amatörteori som jag kom fram till efter programmet. Kan den stämma?
Lars Ulfsparre

Universums expansion som NASA-forskarna bakom satelliten WMAP tänker den. (Bild: NASA/WMAP team)

SVAR Din idé om de svarta hålen är nog inte tänkbart. Bildandet av svarta hål kräver attraktiv gravitation (materia) och i den expanderande rymden finns bara repulsiv mörk energi. Det saknas alltså en mekanism som kopplar de båda.
Men skulle universum kunna vara cyklisk? Svaret är att vi inte vet. I kosmologins standardmodell med vanlig materia, mörk materia och mörk energi i form av en kosmologisk konstant kommer universum att fortsätta expandera och till och med accelerera. Men det finns modeller där den mörka energin beror på tiden, och då finns det en möjlighet att den komponenten avtar och universum skulle kunna återkollapsa, och kanske en ny big bang kunna uppstå. Den typen av modeller har dock ett problem med termodynamiken: varför är den kosmiska bakgrundsstrålningen så kall (bara 2,7 grader över den absoluta nollpunkten)? I ett cykliskt universum skulle värmen och därmed temperaturen öka för varje cykel. Det finns sätt att komma runt detta, men ingen teoretisk modell har ännu vunnit allmänt gehör. Så svaret är alltså att vi inte vet. Det finns en teoretisk möjlighet, men den modell som de flesta kosmologer tycker är den rimligaste är inte cyklisk.
Lars Bergström, professor i fysik vid Stockholms universitet och Oskar Klein Centre

De utforskar den mörka sidan: Stockholms kosmologer satsar på nätet

Robert Cumming — Tue, 22 Mar 2011 14:22:00 +0000

Fysiker och astronomer vid Stockholms universitet och KTH har sedan några år slagit ihop sina påsar med syfte att lösa några av universums tuffaste gåtor. Den hittills lyckade satsningen Oskar Klein Center intar nu även de sociala medierna – det ser ut som om utomstående nu får bättre möjligheter att hänga med i forskningen kring den mörka materian, den mörka energin och hur universum blev som det är. OKC-forskarna har under de senaste veckorna lanserat en uppdaterad hemsida med tillhörande närvaro på Facebook och som @TheOKC på Twitter. Mest intressant är kanske nya OKC-bloggen där till exempel mörk materia-nestorn Lars Bergström redan bidragit med det senaste skvallret från en konferens om neutriner. Och i dagens inlägg intervjuar supernovaforskaren Serena Nobili sin kollega Zhaoyu Yang om vad hon gör för att kasta ljus på den mörka materians mysterier. Allt är tyvärr på engelska än så länge och texten är lite svårgenomtrånglig på sina håll. OKC:s forskare spelar på det globala planet med engelska som arbetsspråk så vi kanske inte ska gnälla. I väntan på innehåll på svenska konstaterar jag i alla fall att en Google-översättning av hemsidan funkar bättre än väntat.

Alla snackar om det mörka flödet

Robert Cumming — Wed, 16 Mar 2011 16:35:43 +0000

Har kosmologerna upptäckt att universum självt är skevt? Det intrycket fick många av SVT-programmet ‘Den kosmiska gåtan’ i Vetenskapens värld nyligen (som går att se på nätet fram till den 24 mars). I veckans Ny teknik skriver Kaianders Sempler om bakgrunden till astronomen Sasha Kashlinskys spännande men inte helt bekräftade upptäckt – ett mystiskt mörkt flöde av universums galaxer.

Vi frågade stockholmsastronomen Michael Blomqvist, som disputerade i våras med en avhandling om avlägsna supernovor och vad de kan säga om hur symmetriskt universums expansion egentligen är.

PA: Det mörka flödet upptäcktes 2008. Är det samma typ av mörker som ligger bakom det här som med den mörka materian och den mörka energin, eller gillar astrofysikerna bara att låta lite mystiska?
– ”Mörkt flöde” är bara det namn som vi använder för fenomenet att galaxhopar tycks röra sig bort från oss i en gemensam riktning med mycket hög hastighet. På motsvarande sätt är ”mörk energi” vårt begrepp för att förklara effekten att universums expansion accelererar. Kosmologer gillar att använda mystiska namn i brist på en fysikalisk förståelse. Huruvida det mörka flödet har en koppling till mörk energi vet man inte idag.

PA: Du har ju forskat om vad supernovor kan berätta om universums storskaliga symmetri. Vad är det bästa beviset just nu för att universum skulle vara storskaligt skevt?
– Blickar man väldigt långt ut ser universum extremt symmetriskt ut, både i den kosmiska bakgrundsstrålningen och i supernovors ljusstyrkor. I vår nära omgivning ser dock universum som förväntat olika ut i olika riktningar, på grund av att materian har klumpat ihop sig till stora strukturer. Det mörka flödet – om upptäckten verkligen stämmer – skulle vara den starkaste indikationen på en skevhet utanför den mest närbelägna delen av universum.

PA: Det mörka flödet skulle alltså bero på delar av universum som ligger liksom utanför det som vi kan se… Hur lyckas du själv tänka på sånt här utan att bli snurrig i huvudet?
– Kosmologi drar begreppet om tid och rum till sin spets! Det kan vara klurigt att skaffa sig en intuitiv bild av universum, men detta bidrar till att göra ämnet så fascinerande. Att det finns en horisont bortom vilken vi inte kan observera i universum, det beror på att signaler från mer avlägsna platser inte har hunnit fram till oss ännu. Hur fysikens lagar ser ut där kan vi alltså inte veta.

Nya mätningar av de föränderliga cepheidstjärnor i spiralgalaxen NGC 5584 har preciserat universums utvidgande och ringat in den mörka energin. (Bild: NASA, ESA, A. Riess/STScI/JHU, L. Macri/Texas A&M, Hubble Heritage Team/STScI/AURA)

Förresten har nya mätningar med Hubbleteleskopet nu kunnat visa att kosmos acceleration inte bara beror på att vi ligger mitt i en ovanligt tom del av universum. Ett team med Adam Riess i spetsen har kunnat precisera Hubble-konstanten som mäter hur snabbt universum utvidgas. Den nya siffran för er kosmologinördar är 73.8 +/- 2.4 – i kilometer per sekund per megaparsek. Med den på plats blir universum ungefär lika bisarrt som förut, men inte mer bisarrt än nödvändigt.

Finns det andra universa därute?

Robert Cumming — Sun, 20 Sep 2009 16:10:43 +0000

Det tror svenske kosmologen Max Tegmark, som bekant, och han är inte ensam om att tro det. Tanken är att vårt universums egenheter – big bang, supersnabb expansion, balansen mellan vanlig och antimateria, mörk materia och mörk energi – bäst kan förklaras om det inte är det enda universum som finns. Men idén om multiversum är inte bara svår att få in i skallen – många forskare är oroliga att hela konceptet inte går att testa i verkligheten. Därmed undrar man om det alls kan räknas som god vetenskap. Nu pågår en konferens i engelska Oxford där ett gäng fysiker och filosofer, bland dem Max Tegmark, möts för att reda ut åtminstone de övergripande frågorna. I ett annat universum är du och jag kanske där och deltar, men som tur är skriver bloggarkosmologen Sean Carroll ett referat av de mest spännande inläggen på bloggen Cosmic Variance.

Bland universums klurigheter: den kosmiska bakgrundsstrålningens ojämnheter. Bilden är från Europas nya kosmologisatellit Planck, som i veckan visat upp några smakprov från sina första observationer. (Bild: ESA/LFI & HFI Consortia/Planck)

Tegmark inför ESA:s stora uppsändning: Planck kan bevisa inflation

Robert Cumming — Sun, 03 May 2009 12:49:26 +0000

Svenska tidningarna uppmärksammar de två europeiska rymdteleskopen som ska sändas upp den 14 maj (enligt senaste beskedet). Superkalla Planck är nästa steg i kartläggningen av den kosmologiska bakgrundsstrålningen efter WMAP och COBE. Herschel som tar stafetten från svenska Odin och tar molekylastronomin till nästa nivån – DN skriver kort, en artikel hos ESA berättar stockholmsastronomen Bengt Larsson om hans jakt efter vatten i kyliga interstellära moln. I DN talar svenske kosmologen Max Tegmark ut om Planck. Han tror att det har en skaplig chans att prova hittills den rätt otestade inflationsteorin som beskriver hur big bang satte igång. Aftonbladet kör samma story men lägger till några konstiga mellanrubriker för att förvirra allmänheten.
Planck och Herschel finns förresten även på Twitter (Planckkvitter, Herscheldito) och har varsin blogg (här är Herschels och Plancks). ESA blir allt bättre på sociala medierna så det är nog värt att adda och följa om man gillar Europas (bokstavligen) coola rymdverksamhet.

Bör vi egentligen kalla den Hubbles konstant eller Lundmarks konstant?

Kambiz Fathi — Mon, 01 Dec 2008 09:48:09 +0000

En av de viktigaste upptäkterna inom astronomin är den så kallade Hubble-konstanten som har vänt upp och ner på vår världsbild. Konstanten mäter universums expansionshastighet och har fått sitt namn efter astronomen Edwin Hubble som i en graf, år 1929, visade att ju längre bort en galax, desto fortare rör den sig ifrån oss. Ett faktum som har försvunnit från de flesta astronomiböcker är just att fem år innan Hubble sammanställdes samma graf av Knut Lundmark vid Lunds observatorium. Dessutom var Lundmarks mätningar så pass mycket bättre än Hubbles värden, att Lundmarks graf gav en mycket mera korrekt värde på expansionskonstanten (se bild), så kanske det är trots allt lämpligare att kalla det Lundmarks konstant.

En omgjord version av Lundmarks graf där y-axeln visar den hastighet med vilken objekten rör sig ifrån oss, och x-axeln visar deras avstånd till oss. Lutningen på linjen mäter universums expansionshastighet. Lundmarks graf har omgjorts och omanalyserats av astronomen Michael Way vid NASA och ger ett expansionsvärde av 45 km/s per megaparsek, till skillnad från 500 som Hubble beräknade. Idag vet vi att värdet ligger mycket närmare Lundmarks värde (kosmologisatelliterna COBE och WMAP har mätt kring 70 km/s per Mpc). (Bild: Michael Way)

Blogginlägget som blev samtidskonst

Robert Cumming — Thu, 13 Nov 2008 11:48:12 +0000

På Nordin Gallery i Stockholm kan man kolla Linnea Sjöbergs ‘Dead Stars’, ett konstverk som handlar om kopplingen mellan döda stjärnor – och döda stjärnor. Länken mellan avlidna rockidoler och supernovor och svarta hål bildas av grundämnet litium, Nirvanas Kurt Cobain, och, märkligt nog, ett inlägg som jag skrev på denna blogg i augusti 2006 (‘Stjärnorna gör sig av med universums saknade litium‘). Ja, själva blogginlägget är med i konstverket, kolla Nordin Gallerys hemsida om du inte tror mig. Eller mingelbilderna från vernissaget hos tidningen Rodeo. Att man inte blev inbjuden!
Galleriet lyckas i och för sig krångla till den inblandade vetenskapen rätt rejält i sin infotext om utställningen. Forskare ser för lite litium i gamla stjärnor jämfört med vad man tror skapades i big bang, men curatorn lyckas blanda in relativitetsteorin, antagligen för att få det vetenskapliga att låta skrämmande alternativt elitistiskt. Mer om litium och stjärnor finns förresten att läsa i Populär Astronomis septembernummer, där den alldeles levande stjärnan Martin Asplund intervjuas om bland annat universum och dess litium.
Notis hos kulturstan.se

Konstnären Linnea Sjöberg framför en del av ‘Dead Stars’. Se hela bilden och andra kort från vernissaget hos Rodeo, bilder från konstverket hos Nordin Gallery, och blogginlägget som man inbillar sig startade det hela här hos popast.nu (i sin gamla tappning hos Blogger). Foto: Jaqueline Sandnes/Rodeo

Upp, upp, ner: Nobelpris till kvarkkungar

Robert Cumming — Tue, 07 Oct 2008 15:11:46 +0000

Har du nånsin undrat varför är du gjord av materia och inte antimateria? Enligt partikelfysiker så beror det på att de elementarpartiklarna som bygger universum inte är lika vackert symmetriska i sina egenskaper som man först trodde. I synnerhet bröt verkligheten mot CP-symmetrin, något som fick årets Nobelpristagare i fysik Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi och Toshihide Maskawa att sätta sig ner och formulera om teorierna om materians minsta beståndsdelar och hur de hänger ihop. Först Nambu och sen Kobayashi och Maskawa lyckades beskriva symmetribrottet matematiskt, och sedan förutspådde att det skulle finnas tre par med kvarkar som bildar de tyngre elementarpartiklarna som vi är gjorda av. Man vet ännu inte varför big bang lyckades skapa så pass lite antimateria och så mycket av den vanliga varianten, men tack vare Nobeltrion så förstår vi mycket bättre hur det som blev hänger ihop. Mer om pristagarna, kvarkar och symmetrier finns att läsa hos Kungl. Vetenskapsakademien och expertbloggaren Magnus aka dr M på My Cup of Tea. Tidningsrapporter finns hos t ex DN och Aftonbladet/TT.

Ett kvarkarnas Nobelpris måste man fira med bob hunds klassiker Upp, upp, upp, ner. [Youtube]

Max Tegmark-referat

Robert Cumming — Wed, 20 Aug 2008 19:33:53 +0000

Nu refererade jag Max Tegmarks föreläsning om ‘Universum på 45 minuter’ på min mikroblogg på Twitter. Först inlägget ligger här och sista här. Bara så att ni vet!

Mörk energi trycker lika starkt åt alla håll

Robert Cumming — Thu, 07 Aug 2008 21:01:36 +0000

Universum expanderar (som bekant) allt fortare. Ingen vet varför, men astronomer och fysiker gör sitt bästa för att ringa in den så kallade mörka energin, som tros ligga bakom accelerationen. Just nu pekar det mesta på att den mörka energin funkar som ett slags inneboende egenskap av själva rumtiden, som är detsamma i hela universum och i alla tider (och som beskrivs av Einsteins smartaste tabbe, den kosmologiska konstanten). Tryggt på nåt vis, om universum nu ska insistera på att accelerera, men kanske en smula tråkigt. I ett försök att luska fram spår av mer spännande förklaringar har mina stockholmskollegor Michael Blomqvist, Edvard Mörtsell och Serena Nobili analyserat observationer av avlägsna supernovor och letat tecken på att den mörka energin ser olika ut på olika håll på natthimlen. Deras slutsats (läs mer hos Institutionen för astronomi vid Stockholms universitet ⁽¹⁾? Inget sånt syns, och universum verkar visst accelerera lika mycket åt alla håll. Tråkigt och tryggt fortfarande, alltså, men de visar också hur man kommer att kunna göra samma analys med hjälp av t ex framtida rymdteleskopet SNAP och utsätta teorier om den mörka energin för ännu tuffare prov.

Det var de avlägsna supernovorna som avslöjade 1998 att universum accelererar. Nu visar de att det gör det lika fort åt alla håll. Bild: NASA/A. Riess (STScI)

⁽¹⁾ Som äntligen skaffat ett RSS-flöde för sin nyhetstjänst. Heja.

Max Tegmark gästar Stockholm

Robert Cumming — Wed, 06 Aug 2008 19:49:33 +0000

Kosmologen Max Tegmark gjorde succé i juni med sitt Sommarprogram i P1. Snart är han tillbaka i Sverige, denna gång för att delta i en stor konferens om jakten på mörk materia. Mötet, som heter IDM 2008, är mest för proffs, men den 20 augusti håller Max ett föredrag som är öppet för allmänheten. Titeln är Universums historia på 45 minuter. Får se om han lyckas hålla sig till att berätta bara om ett av alla de möjliga universa.

Var gömmer sig den mörka materian? Det ska Max Tegmark och sina kollegor på konferensen IDM 2008 dividera om senare i augusti.

Universum är skev. Men Max Tegmark sommarpratar

Robert Cumming — Wed, 11 Jun 2008 13:51:29 +0000

Måndagen den 23 juni debuterar kosmologen Max Tegmark som sommarpratare i Sveriges Radio P1. Bland folk som undersöker big bang, varför den skedde och vad som skulle kunna hänt före den, så är han smått legendarisk (och så kan han sjunga, som vi rapporterat om förut). Han jobbar som professor vid MIT i USA.

Med lite tur berättar han hur det kommer sig att hela det synliga universum är asymmetrisk. En liten men mätbar skevhet i den kosmiska bakgrundsstrålningen upptäcktes häromåret av ett gäng forskare från Oslo (originalartikel här). Nu har Adrienne Erickcek med kollegor kommit på en spännande förklaring: att det som orsakade skevheten måste ha uppstått innan universum genomgick sitt första och mest hisnande expansionsskede, den så kallade inflation. Bloggaren och fysikern Sean Carroll är medförfattare ger lite bakgrund på bloggen Cosmic Variance.
Mer om Max Tegmarks sommarprogram hos P1
DN om de övriga sommarvärdarna

Ny molekylbaserad termometer mäter universums temperatur vid 1.5 miljarder år efter Big Bang

Kambiz Fathi — Tue, 13 May 2008 12:52:09 +0000

Det ligger mycket gas, stoft, och stjärnor mellan oss och galaxer på stora avstånd i universum. Dessa absorberar mycket av det ljus som är på väg mot oss, och därför kan vi inte anta att det vi ser tillhör enbart avlägsna galaxer eller intergalaktisk materia, utan en kombination av båda. Vi kan mäta absorptionen från den mellanliggande intergalaktiska och interstellära materian genom att mäta och kvantifiera absorptionseffekten som kan tillräknas de kemiska elementen som vi känner till. Genom att analysera observerade spektra kan vi sedan separera dessa från de ämnen som förekommer i de avlägsna värdgalaxerna, och till följd, beräkna deras fysikaliska egenskaper.

Ett internationellt forskarlag med Raghunathan Srianand (Pune, Indien) i spetsen, har använt ESOs UVES spektrograf för att mäta spektra från en galax på 11 miljarder ljusårs avstånd, och genom detaljerad analys kunnat använda kolmonoxid (CO) för att mäta den avlägsna galaxens temperatur på -263.98 celsius. Den nya studien stämmer överens med de teoretiskt förväntade värdena och visar att kolmonoxid kan fungera som en termometer för att mäta temperaturer från avlägsna galaxer.

Läs mera hos ESO

Max Tegmark sjunger Einstein på Youtube

Robert Cumming — Wed, 02 Apr 2008 08:14:00 +0000

Här är en liten pärla från årets aprilskämtsskörd, signerad svenske kosmologen Max Tegmark, verksam vid amerikanska toppuniversitetet MIT. Texten till låten finns utlagd här på den vanligtvis supertorra artikeldatabasen ArXiv.org, och videon finns såklart på Youtube. Uppträdandet ingick i Tegmarks universitetskurs i relativitet, och kurskoden 8.033 dyker upp i låtens refräng. Får du mersmak efter videon så kan du ladda ner kursmaterialet helt gratis .

Fysikprofessorerna Tali Figueroa (gitarr och sång) och Max Tegmark (sång) hyllar Einsteins relativitetsteori till tonerna av Beatles Yellow submarine. På köpet får man en summering av läget i dagens kosmologi. (Video: Max Tegmark m fl)
Andra bloggar om: Einstein, relativitetsteorin, kosmologi, universum, rymden, astronomi, MIT, utbildning

Den nya bilden av universum (nu med kosmiska neutriner)

Robert Cumming — Thu, 06 Mar 2008 06:27:00 +0000

Såhär ser satelliten WMAP:s nya karta över den kosmiska bakgrundsstrålningen ut. Efter fem års observationer fastslår man bland annat att universum är 13,73 miljarder år gammalt (plus minus 120 miljoner år). (Bild: NASA/WMAP Science Team)

Kosmologisatelliten WMAP har efter 5 år av observationer släppt nya slutsatser om hur universum är beskaffat. Satelliten samlar ljuset — eller i alla fall mikrovågsstrålningen — som släpptes fri 380 000 år efter big bang då universum blev genomskinligt för första gången. Sedan förra datasläppet så har det kanske inte hänt så mycket. WMAP-resultaten bekräftar bilden av universum som började med stora smällen och vars nuvarande tillstånd bestäms till övervägande del av mörk materia (som ingen vet vad det är för nåt) och mörk energi (som ingen vet vad det är för nåt). Nytt för denna gång är att man kunnat se tydliga tecken på neutrinerna som skapades i big bang. 380 000 år efter stora smällen så stod de för 10 procent av universums energi. Nuförtiden är de så pass kalla och skygga att inte ens ljusårstjocka lager med bly skulle räcka för att fånga några. Mer om neutrinerna finns hos New Scientist. Borta på Bad Astronomy förklarar Phil Plait alltsammans på ett pedagogiskt sätt.
Andra bloggar om: universum, kosmologi, neutriner, big bang, astronomi, rymden