Den mörka kraften

På jordens sydligaste utpost står ett teleskop som kan hjälpa forskarna att lösa en av universums största gåtor.

Spänn fast säkerhetsbältena, för nu bär det av genom universum. Resan börjar på den istäckta Sydpolen, där ett stort mikrovågsteleskop observerar vad som hände i kosmos för sju miljarder år sedan. På den tiden fanns varken vår hemplanet eller vår sol. Forskarna mäter massan på avlägsna galaxhopar för att försöka hitta ett svar på den skrämmande frågan: Håller universum på att slitas itu?

En fråga leder till en annan: Om universum verkligen expanderar snabbare och snabbare, är det då en kraft kallad mörk energi som sliter hela världsalltet itu?

Stephan Mayer, astrofysiker från University of Chicago i USA, hävdar att det kan vara mörk energi, men det kan också vara en optisk illusion – en synvilla. Tidigare mätningar har gett svårtolkade resultat, eftersom det är svårt att avgöra hastigheten hos föremål som befinner sig långt borta.
Jakten på bättre svar har fört Stephan Mayer och ett forskarlag till Antarktis, för att ställa i ordning Sydpolsteleskopet och analysera de mätdata som strömmat in sedan början av 2008.

Klimatet på Sydpolen är så torrt att området räknas som öken – en perfekt miljö för ett mikrovågsteleskop.

– Det krävs ett väldigt torrt och stabilt klimat. Under den sex månader långa vinternatten får vi mer enhetliga mätförhållanden än på någon annan plats på jorden, säger Stephan Mayer.

Forskarlaget studerar galaxhopar, de största kända formationerna i universum. Varje hop innehåller miljarder stjärnor. Det är inte ljuset från dessa stjärnor som forskarna tittar på, utan hur de förvränger den kosmiska bakgrundsstrålningen, alltså de mikrovågsstrålar som förmodligen är en rest från Big Bang för omkring 13,7 miljarder år sedan. Dessa små förvrängningar kallas för Sunyaev-Zeldovitj-effekten efter de två sovjetiska fysiker som förutsade den 1970.

– Vi ser skuggorna från galaxhoparna. Det är lite som att se den blå himlen genom en skir slöja, säger Stephan Mayer.

Genom att studera dessa förvrängningar kan forskarna ta reda på galaxhoparnas massa. Stephan Mayer liknar arbetet vid att väga varje invånare i en stad för att ta reda på hur många som är överviktiga.

Forskarna har kommit fram till att de närmsta galaxhoparna väger mindre än förväntat. Galaxhoparna bildades vid Big Bang. Till en början drog deras gravitation till sig närliggande materia, vilket gjorde dem tyngre och tyngre.

Uppgifterna tyder dock på att denna process upphörde vid en viss punkt.

Om teorierna stämmer slutar galaxhoparna att växa på grund av mörk energi, som knuffar isär materia och verkar som en motkraft till gravitationen.

Lyckas forskarna bevisa att mörk energi verkligen finns innebär det en postum återupprättelse för Albert Einstein.

– Einstein lade till den kosmologiska konstanten, en motkraft till gravitationen. När man kom fram till att universum utvidgades sade Einstein att den kosmologiska konstanten var hans största misstag. I själva verket kan han ha haft rätt hela tiden, säger Stephan Mayer.

Mellan 2008 och 2011 kartlade Sydpolsteleskopet galaxhoparna på 2 000 kvadratgrader, vilket är ungefär en tiondel av Sydpolens himlavalv. Teleskopet fungerade bra i det iskalla klimatet, men sommaren 2011 behövde azimutlagret bytas ut. Lagret gör att teleskopet kan röra sig horisontellt, från vänster till höger och från höger till vänster.

I dag har teleskopet ett nytt uppdrag.

– Vi håller på att montera en ny radiometer. Den ska mäta polariseringen på mikrovågorna, så att vi kan få svar på en annan fråga om universums utvidgning, säger Stephan Mayer.

Under tiden analyserar Stephan Mayer och hans kollegor de data som redan samlats in och räknar ut hur galaxhoparnas massor har förändrats över tid. Så vad säger siffrorna? Finns mörk energi?

– Resultaten hittills tyder på det, men vi kan inte säga något bestämt än. Men ja, det lutar mer åt att mörk energi är en faktisk kraft än att det beror på ett perspektivtrick, säger Stephan Mayer.

Om det stämmer kommer universum att fortsätta utvidgas allt snabbare tills alla stjärnor har slocknat och allt är kallt, mörkt och dystert – ungefär som Sydpolen på vintern.