9 af de mest mind-blowing fakta om universet

Universet er forbløffende. Sæt det på denne måde: alt dets almindelige stof, alle de partikler, der gør os, og alt, hvad vi kan se, udgør kun 4% af dets stof. Vi opdagede kun universets største massekomponent, det der udgør 70% af det, i 1998. Vi kalder det mørk energi – selvom ingen har den mindste idé om, hvad det præcist er.

Læs mere om vores utrolige univers:

• Hvad er de underligste stjerner i universet?
• 12 utrolige fakta om tyngdekraften
• Hvad er de største objekter i universet?

Universet ” , for at omskrive den britiske biolog JBS Haldane, “er ikke fremmed, end vi forestiller os. Det er fremmed, end vi kan forestille os.” Til fejring af denne glade kendsgerning er her 9 af de mest forbløffende rumopdagelser i nyere tid.

Aktive galakser pumper ofte 100 gange mere lys ud end en normal galakse. Med opdagelsen af kvasarer i 1963 var det klart, at lyset ikke kommer fra stjerner, men fra en central region mindre end solsystemet.

Den eneste tænkelige energikilde er stof, der opvarmes til glød, da det hvirvler ned på et kæmpe sort hul op til 50 milliarder gange solens masse.

I 1990erne fandt NASAs Hubble-teleskop, at selvom aktive galakser kun tegner sig for ca. 1% af galakserne, er supermassive sorte huller ingen anomali.

Næsten enhver galakse, inklusive vores mælk y måde, indeholder en, men sultet af en fødevareforsyning, de fleste er slået fra.

Hvad laver supermassive sorte huller i galaksernes hjerter? Var det frøene omkring hvilke galakser størknede? Eller gydde nyfødte galakser dem? Disse forbliver nogle af de største uløste spørgsmål inden for astrofysik.

Varmen fra Big Bang-ildkuglen blev aftappet i universet. Det havde ingen steder at gå, så det er stadig omkring os i dag.

Det underlige er, at dets temperatur – 2.725 ° C over absolut nul (-270 ° C), den lavest mulige temperatur – i det væsentlige er den det samme overalt.

Alligevel, hvis vi forestiller os, at kosmisk ekspansion løber baglæns, som en film i omvendt retning, finder vi ud af, at dele af universet, der er på modsatte sider af himlen i dag, ikke var i kontakt, da ildkuglen af stråling brød fri for stof.

Med andre ord har der været utilstrækkelig tid til, at varmen kan bevæge sig mellem dem, og temperaturen til at udligne siden universets fødsel.

Astronomer løser dette ved at opretholde at tidligt var universet meget mindre end forventet, så varmen kom let rundt.

For at komme fra denne mindre størrelse til sin nuværende størrelse måtte universet gennemgå en indledende burst af superhurtig ekspansion, kendt som inflation.

Der er en opdagelse, der er så fantastisk, at den endnu ikke har sivet ind i bevidstheden hos de fleste arbejdende forskere: alt, hvad videnskaben har været at studere de sidste 350 år er kun en mindre forurening af universet.

Kun ca. 4,9% af universets masseenergi er atomer: den slags ting, du, jeg, stjernerne og galakserne er lavet af (og deraf er kun halvdelen blevet set med teleskoper).

Omkring 26,8% af den kosmiske masseenergi er usynligt mørkt stof, afsløret, fordi det trækker med sin tyngdekraft på de synlige ting.

Kandidater til hvad der udgør mørkt stof inkluderer hidtil ukendte subatomære partikler og sorte huller fremstillet i Big Bang.

Men ud over mørkt stof er der mørk energi, der tegner sig for 68,3% af universets masse-energi.

Det er usynligt, fylder hele rummet og fremskynder kosmisk ekspansion. Og vores bedste teori – kvanteteori – overvurderer dens energitæthed med en faktor én efterfulgt af 120 nuller!

Universet har ikke eksisteret for evigt. Det blev født. For 13,82 milliarder år siden brød alt stof, energi, rum – og endda tid – ud i at være i en titanisk ildkugle kaldet Big Bang.

Ildkuglen begyndte at ekspandere, og ud af køleaffaldet kom der til sidst sammen galakser – store øer med stjerner, hvor vores Mælkevejen er en blandt anslået to billioner. Dette, i en nøddeskal, er Big Bang-teorien.

Uanset hvordan du ser på det, er ideen om, at universet dukkede op i et ingenting – at der var en dag uden i går – er fuldstændig bonkers. Men det er hvad bevisene fortæller os.

Et øjeblikkeligt spørgsmål opstår: hvad skete der før Big Bang?

Uviljen mod at møde dette akavede spørgsmål er, hvorfor de fleste forskere skulle trækkes sparker og skriger for at acceptere ideen om Big Bang.

Universet ekspanderer, dets konstituerende galakser flyver fra hinanden som stykker kosmisk granatsplinter i kølvandet på Big Bang. Den eneste kraft, der fungerer, skal være tyngdekraften, der fungerer som et elastisk bånd mellem galakserne og bremser dem ned.

Men i 1998, i modsætning til alle forventninger, fandt astronomer, at udvidelsen af universet faktisk går hurtigere op.

For at forklare det postulerede de eksistensen af usynlige ting, som de har kaldt mørk energi, der fylder plads og har frastødende tyngdekraft. Det er den frastødende tyngdekraft af denne mørke energi, der fremskynder kosmisk ekspansion.

Mørk energi tegner sig for næsten to tredjedele af universets masseenergi. Skolevidenskab er derfor bag tiden med at sige, at tyngdekraften suger. I det meste af universet blæser det!

Hold tommelfingeren op. 100 milliarder neutrinoer passerer gennem dit miniaturebillede hvert sekund. For 8,5 minutter siden var de i hjertet af Solen.

Solneutrinoer er et biprodukt af sollys-genererende nukleare reaktioner. Da Ray Davis satte sig for at opdage dem med 100.000 liter rensevæske ned ad en mine i South Dakota, forventede han at bekræfte standardbilledet af solen.

I stedet fandt han kun en tredjedel af de forventede neutrinoer , noget der ikke kun blev bekræftet ved senere eksperimenter, men førte til hans Nobelpris.

Neutrinoer er spøgelsesagtige subatomære partikler, der findes i en underlig kvanteoverlejring – beslægtet med et dyr, der samtidig er en ko, en gris og en kylling.

Når de rejser fra solen, vender de mellem at være en elektronneutrino, en muonneutrino og en tau-neutrino, og derfor opsamler eksperimenter, der kun er følsomme for kun en type, en tredjedel af det forventede antal.

Forskere hader at påberåbe sig noget særligt ved vores situation i universet. Special er usandsynligt, mens typisk er sandsynligt.

Men opdagelsen af planeter omkring andre stjerner – ved sidste optælling, mere end 3.500 er blevet bekræftet – har skabt hovedpine. Ingen er som vores egne.

Der er superkompakte planetariske systemer, hvor alle planeter kredser tættere på deres moderstjerne end Merkur, den inderste planet i solsystemet, gør mod solen.

Der er Jupiter-masseplaneter, der skal have migreret indad.

Der er planeter i meget elliptiske baner, der ligner kometerne.

Og der er planeter, der kredser om forkert vej rundt om deres stjerner.

I betragtning af at planeter antages at størkne af gas og støv, der hvirvler i samme retning omkring en nyfødt sol, er denne sidstnævnte opdagelse især svært at forklare.

Ingen ved endnu, om det usædvanlige ved vores solsystem har noget at gøre med, at den menneskelige race er opstået for at bemærke det.

Den 14. september 2015 blev gravitationsbølger påvist for første gang på Jorden. Disse krusninger i rumtidsfabrikken – forudsagt af Einstein i 1916 – kom fra fusionen af to sorte huller i en fjern galakse.

Kort sagt var den pumpede effekt 50 gange større end for alle stjernerne i universet kombineret. Men dette var ikke det eneste kæbende aspekt af begivenheden.

Hver af de sorte huller var inden for 30 solmasseområdet. Da et sort hul er det, der er tilbage, efter at det meste af en stjerne er blæst ud i rummet som en supernova, skal forløberstjernerne have vejet mindst 300 solmasser.

Sådanne stjerner er utroligt sjældne i dag. Men de to sorte huller kunne have været rester af den allerførste generation af stjerner – menes at være enorme – eller endda urhellige sorte huller, født i infernoet af selve Big Bang.

Der er cirka 100.000.000.000.000.000.000.000 stjerner i universet. Og sandsynligvis flere planeter end stjerner. Alligevel er der i al denne umådelighed kun ét sted, vi kender til, hvor liv eksisterer: Jorden.

På trods af søgninger efter intelligente signaler er der ikke fundet tegn på intelligent liv uden for jorden. Der er faktisk et godt argument for, at hvis sådanne livsformer findes derude, skal vi ikke kun se tegn på dem, men de skulle allerede være kommet her.

“Hvor er de?” spurgte fysikeren Enrico Fermi berømt. Nogle astronomer mener, at svaret er, at vi er alene, at nogen skal være de første.

Men fravær af bevis er ikke bevis for fravær. Det det tog tre milliarder år for os at gå fra enkeltceller til komplekst liv, hvilket antyder, at det er svært at tage dette skridt.

Teknologiske civilisationer som vores kan være sjældne og deres levetid er kort; vi har måske savnet andre i millioner eller milliarder af år. Det andet alternativ er, at den nærmeste måske bare er for langt væk til, at vi kan opdage.

Marcus Chown er en videnskabelig forfatter og forfatter. Denne artikel opstod oprindeligt i januar 2018-udgaven af BBC Sky at Night Magazine.