Universums mystiska bubblor
av Lars Petter Thuesen Forum 1986-15, sida 11, 09.10.1986
studera tvålskummet som blir kvar. Ungefär så ter sig galaxernas troliga fördelning i världsrymden. Det säger astronomer vid Harvard-Smithsonian-centret i USA, och som bäst pågår en intensiv debatt om hur fördelningen av materia i universum kan förklaras teoretiskt. Klarläggandet av detta har inte bara en oerhörd betydelse för astronomin, utan också för stora delar av fysiken — speciellt elementarpartikelfysiken. Både fysiker och astronomer frågar nu om de kolossala bubblor galaxerna ”flyter” på är tomma. Kanske finns det icke-lysande materia i deras inre? Att sistnämnda kan äga sin riktighet rimmar väl med de senaste 5—10 årens rön att mer än hälften av universums massa kanske inte finns i stjärnorna, som genom spektralanalys kan studeras på basen av det ljus de utsänder.
| åt tvättvattnet rinna ur lavoaren, och
Enorm vikt
I galaxer och galaxgrupper har man på basen av systemens rörelsermnönster kunnat fastslå att bubblorna väger åtskilligt mera än massan av de stjärnor de innehåller. Den icke-lysande materien i bubblorna kan därför inte bestå av ljussvaga stjärnor och/eller planeter och gas. Men vad kan det då vara?
Det är här elementarpartikeltysikerna kommer astronomerna till hjälp. De framlägger en rad möjligheter. Utgående från hur galaxerna fjärmar sig från varandra har man räknat ut, att universums tillblivelse skedde för 15—20 miljarder år sedan — då inträffade Den Stora Smällen eller The Big Bang.
Förhållandena var den gången så extrema att de resulterade i en mängd olika elementarpartiklar. Flera av dessa existerar alltjämt, bl a neutroner, protoner och elektroner — de senare bildade atomer som allting är uppbyggt av. Men också en rad andra partiklar blev till vid Smällen — bland annat neutriner. De reagerar så svagt med sin omgivning att de är ytterligt svåra att studera i laboratorieförhållanden. De nyaste partikelfysikteorierna går ut på, att det hittills bara är ett fåtal av dessa partiklar som upptäckts. Och det är just denna kategori partiklar som kan tänkas upptylla rymden i de nyupptäckta enorma bubblor som galaxerna “flyter” på.
Pannkaksteorin
Sådana partiklar skulle å ena sidan förklara varför bubblornas inre är icke-lysande, å andra sidan varför galaxerna förekommer i grupper. De skulle också ge förklaringen till hur dessa strukturer skapades.
Sovjetiska forskare utarbetade på 70talet den sk pannkaksteorin som förklarar hur universum fick sin struktur sålunda: Omedelbart efter Den Stora Smällen uppstod små variationer i massans spridning i universum. Gravitationen fick småningom dessa variationer att växa sig tätare sam FÖRUN 15/1986
Universums mystiska
BUBBLOR
Genom avståndsmätningar och positionsbestämning i förhållande till jorden har man de senaste åren lyckats sammanställa tredimensionella kartor över fördelningen av flera tusen galaxer. Man ser nu att galaxerna fördelar sig som om de skulle ”flyta” på ytan av stora bubblor. De största av dem har en diameter på mer än 150 ljusår. Vad är dessa bubblor? Och vad innehåller de — om de överhuvudtaget innehåller någonting man. Efter några miljarder år var täthetsvariationerna så stora, att de kollapsade under sin egen vikt. Genom att de flesta variationerna var osymmetriska, kollapsade de i en riktning. På det sättet fick de en pannkaksliknande struktur. I dessa pannkakor sammanpressades atomerna till en tät gas; ur denna uppstod sedan galaxer, stjärnor, planeter.
Datorsimuleringar har dokumenterat att ”pannkakor” som överlappar varandra del vis kan ge en galaxfördelning som den vi idag kan observera. Pannkaksteorin håller bara | det fall att merparten av universum — kanske nio tiondelar av den totala mas san — består av exempelvis neutriner. Modellen får då en fullgod förklaring. Också andra modeller har använts för att förklara hur de enorma bubblorna uppstått, men de har inte visat sig hållbara.
Universum kan nu ses som ett gigantiskt laboratorium. Det är en hisnande tanke att de största existerande strukturerna i universum — de enorma bubblorna — har samband med och bara kan förklaras genom kännedom om de allra minsta strukturerna, nämligen elementarpartiklarna.
Lars Petter Thuesen 9 (Artikeln har i augusti publicerats i norska kollegan Farmand. 11
