Expanderar universum?

Ända sedan Einsteins teori om generell relativitet tillämpades på det som är känt om universum som helhet har man misstänkt att universum expanderade. När Edwin Hubble och Milton Humason på 1920-talet upptäckte att praktiskt taget alla galaxer på himlen rörde sig bort från oss med stora hastigheter, ökade detta misstanken om att universum expanderade i snabb takt. Ändå var det förrän år 2000 som avgörande bevis slutligen hittades till förmån för universums expansion, i form av omfattande rödskiftundersökningar av mycket avlägsna objekt.

Det expanderande universum citeras ofta som det mest betydande fyndet i modern kosmologi. Under Einsteins tid var stabilitetsteorin den dominerande, som uppgav att universum förblev balanserat i samma storlek. Einstein, vars ekvationer förutspådde universell expansion eller sammandragning men inte stasis, introducerade konstgjord en stabiliserande variabel i sina ekvationer, kallad "kosmologisk konstant." Efter att ha insett från Hubbles iakttagelser att universum sannolikt expanderade, kallade han detta senare för hans "största bommar."

Det fenomen som först ledde kosmologer och astronomer att förutsäga ett expanderande universum var Hubbles analys av rödförskjutning. Med hjälp av Mount Wilson Observatory, som var världens bästa teleskop, såg Hubble avlägsna galaxer och såg att de såg progressivt ut. Han tittade längre bort i rymden, och i förlängningen, längre tillbaka i tiden också, eftersom ljus tar många miljarder år att resa från dessa galaxer till jorden. Eftersom rodnadsfaktorn korrelerade så bra med ökningar i avstånd, misstänkte Hubble att detta var ett tillförlitligt fenomen med en fysisk orsak.

Orsaken fastställdes vara följande: när universum expanderar ökar det underliggande utrymmet i volym, men ljuset som reser genom det förblir detsamma. Det expanderande utrymmet sträcker ut ljusets våglängd, vilket gör det längre och därmed rödare. En analogi som ibland används är prickar på ytan av en expanderande ballong. Rita ett vågmönster på en ballong, och medan du blåser upp det, märker du hur vågen sträcker sig och blir längre. Detta är samma princip bakom förskjutningen.

1998 upptäcktes det inte bara att universum expanderar, utan att det sannolikt expanderar i en snabbare hastighet. Den fysiska orsaken till detta är kritad till en mystisk "mörk energi", så kallad eftersom vi knappt vet något om det.