Vil universet leve for evigt?

En gammel debat er blusset op igen. Et hold forskere er kommet med målinger, som tyder på, at vores univers ikke vil leve evigt, fordi udvidelsen af universet bliver erstattet af en sammentrækning, hvor galakserne hele tiden vil komme nærmere hinanden. Om 20 milliarder år vil galakserne ifølge disse målinger støde sammen, og alt stof vil blive samlet i en såkaldt singularitet, der bedst kan beskrives som et enkelt punkt. Dermed vil universet være vendt tilbage til tilstanden lige før Big Bang. Og så kan man jo spekulere over om det kollaps vil føre til, at et nyt univers opstår, og om vores univers er resultatet af et tidligere kollapset univers. Teorien er ikke spor ny, men efter opdagelsen af den mørke energi, der får universet til at udvide sig stadig hurtigere, har man stort set opgivet tanken om, at universet vil ende i et kollaps. Man har ment, at den mørke energi får universet til at udvide sig stadig hurtigere, så afstanden mellem de enkelte galakser bliver stadig større, og det er altså denne teori, som nu er blevet udfordret. Men selv uden et kollaps vil universet ikke leve evigt. Naturlovene vil sikre, at universet langsomt vil dø, og denne fremtid kaldes for universets varmedød. Den teori vender vi tilbage til. Den måde universet vil dø på har ingen anden betydning for os end en erkendelse af, at intet varer evigt. Det mest fundamentale træk ved naturen er, at alt fødes, lever og dør. Det gælder alt fra stjerner og galakser til fugle og fisk. Der er enighed i astronomien om, at det også gælder for hele universet - hvad der er af uenighed, går alene på, hvordan og hvornår universet til sin tid vil dø. Så både med og uden et kollaps kan vi se frem til et univers med en begrænset levetid, og i alle tilfælde ligger slutningen så langt ude i fremtiden, at den absolut ikke har nogen betydning for os. For at forstå debatten vil vi begynde med det verdensbillede, vi havde før opdagelsen af den mørke energi i 1998. Her var der kun en kraft, som bestemte universets fremtid, nemlig tyngdekraften mellem galakserne. Tyngdekraften mellem de mange milliarder galakser vil naturligvis gradvist bremse udvidelsen, og det kan føre til, at udvidelsen til sidst ophører, så tyngdekraften vinder og får galakserne til igen at nærme sig hinanden og til sidst mødes i en singularitet. Om det vil ske, afhænger af tyngdekraftens styrke og dermed, hvor meget masse der er i universet. Den afgørende størrelse er massetætheden, altså hvor meget masse der er i et rumfang på en kubikmeter, naturligvis beregnet som et gennemsnit for hele universet. Universet vil kollapse, hvis massetætheden er over en vis kritisk grænse. Under denne grænse vil udvidelsen bare fortsætte i al evighed. Astronomerne har naturligvis beregnet denne kritiske tæthed, der svarer til, at der i hver kubikmeter af rummet findes en masse svarende til massen af bare 4-5 brintatomer, men den målte massetæthed er mindre. Så kollaps blev derfor ikke anset for en sandsynlig slutning på universet, selv før opdagelsen af den mørke energi. Men så kom opdagelsen i 1998 af, at universet helt uforståeligt udvidede sig stadig hurtigere. Det kunne man kun forklare ved et indføre et begreb, som blev kaldt den mørk energi. Et navn, som dækker over en næsten total mangel på forståelse for, hvad mørk energi er, bortset fra at den leverer en frastødende kraft, der får galakserne til at bevæge sig stadig hurtigere bort fra hinanden. Det blev nu nødvendigt at inddrage den mørke energi i modellerne for universets fremtid, hvilket ikke er helt simpelt. Ifølge Einsteins berømte ligning, E = mc2, svarer energi jo til en masse, så den mørke energi bidrager også til massetætheden i universet. I 2021 begyndte man så en systematisk undersøgelse, af hvordan den mørke energi opfører sig, og især om den har ændret sig i den tid, universet har eksisteret. Projektet hedder DESI, der står for navnet på det instrument, der bruges til undersøgelsen, nemlig Dark Energy Spectroscopic Instrument. Det er monteret på ...