Vårt universum expanderar och det går i en allt högre hastighet. Men ingen vet hur snabbt accelerationen sker. Svenska astronomer deltar i decenniets största globala astronomiska projekt för att hitta ledtrådarna till mysteriet.
Projektanslag 2018
Understanding the Dynamic Universe
Huvudsökande:
Professor Hiranya Peiris
Medsökande:
Stockholms universitet
Ariel Goobar
Matthew Hayes
Jens Jasche
Jesper Sollerman
Lärosäte:
Stockholms universitet
Beviljat anslag:
37 800 000 kronor under fem år
Einstein kallade det ”sin största tabbe”. När han år 1917 räknade på en ekvation som skulle beskriva universum stämde inte resultatet med dåtidens sanning. Alla observationer som gjorts slog fast att universum var statiskt. Men Einsteins beräkningar visade istället att himlakropparna måste vara i ständig rörelse. Att universum inte sett likadant ut genom alla tider. Efter mycket tvekan anpassade han sig och lade till en asterisk i sin ekvation. Ett undantag kallat ”den kosmologiska konstanten” som gjorde att den stämde med ett statiskt universum.
I dag vet vi annorlunda. Universum inte bara expanderar, själva expansionen sker allt snabbare. Men hur starkt det accelererar vet ingen. Hiranya Peiris arbete kommer att ta oss några steg närmare en sanning.
– Det finns många spekulationer, bland annat om ett multiversum, men ingen enighet. Nu får vi möjligheten att förstå och mäta detta fenomen bättre. Genom att belägga fakta på ett nytt sätt så kan vi komma närmare en förståelse, säger Hiranya Peiris.
Ett astronomiskt projekt
The Large Synoptic Survey Telescope (LSST) i Chile är verktyget som ska öka förståelsen. Det är den hittills största globala astronomiska satsning som gjorts med en byggbudget på en miljard dollar. Planeringen inleddes år 2012 och Hiranya Peiris har deltagit i projektet sedan 2013.
– LSST ger oss möjligheten att titta på vårt universum på sätt som tidigare inte varit görligt. Vi går ifrån statiska bilder till att istället följa förändringar över tid. Vi kommer att kunna se hur galaxer bildas och även studera kortvariga ljusfenomen, säger hon.
Projektet involverar hundratals forskare från 23 länder. Tack vare ett projektanslag från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse deltar även Sverige.
– Det är det mest spännande projektet inom astronomin i dag och med hjälp av Stiftelsens anslag kan vi leda delar av det omfattande arbetet.
Observatoriet började byggas 2014 och först kring 2022-2023 kommer LSST att börja leverera skarpa forskningsdata. Då kommer teleskopets kamera, som har storleken av en bil och en upplösning av drygt tre miljarder pixlar, att börja skanna av stjärnhimlen.
Varje avskanning tar cirka tre dagar och varje dygn produceras flera terabyte av rådata som skickas till ett datacenter i USA. Här processas informationen för att göra den mer hanterbar. Därefter kan den laddas ned av forskarna i Stockholm som förvandlar rådata till nya insikter om universums ursprung.
Här följer forskarna tre olika spår. Det första ska öka förståelsen av mörk materia och mörk energi, det osynliga material som forskarna tror motsvarar närmare 85 procent av vårt universum.
– Vi ska rita den hittills största kartan som visar var den mörka materian finns, allt i relation till galaxerna, vilket kan ge en bättre förståelse av universums ursprung, säger hon.
Det andra ska leda till en bättre kartläggning av stjärnhimlens allra mest ljussvaga galaxer, med målet att öka kunskapen om hur de bildas.
Till sist söker de efter nya källor till gravitationsvågor, vilket är en form av svallvågor i rummet och tiden, som uppstår när till exempel två svarta hål kolliderar. Mer fakta kring gravitationsvågorna bidrar till kunskapen om universums accelererande expansion.
Fyrverkeri bland stjärnorna
Även om natthimlen kan tyckas vara en stillsam plats så pågår det ständigt ett sprakande fyrverkeri. Varje natt registrerar observatoriet på toppen av bergsryggen Cerro Pachón i Chile cirka 10 miljoner kortvariga fenomen som inte syns för det nakna ögat. Denna ström av händelser ska analyseras vid Stockholms universitet av maskinlärande algoritmer för att hitta avvikelser från tidigare kända fenomen.
När en sådan upptäcks i labbet så går ett larm till professor Jesper Sollerman. Han kommer sedan att titta närmare på det område som LSST pekat ut med hjälp av andra teleskop
– Och då kan det vara väldigt bråttom eftersom dessa fenomen kan försvinna inom någon dag, säger Hiranya Peiris.
När teleskopet tagit ytterligare bilder ska de spridas bland en större grupp forskare för analys. Bara tillsammans kan de nå längre, menar hon.
– Detta är ett verkligt detektivarbete där vi följer ledtrådar som universum lämnat efter sig för få en förklaring till mysteriet med universums ursprung och utveckling.
Ännu saknas skarpa forskningsdata så nu bygger forskargruppen upp simuleringsmodeller för att träna sina algoritmer. Inte minst den som ska upptäcka hittills oupptäckta fenomen. En mycket svår uppgift som Hiranya Peiris liknar vid att söka igenom Twitter efter ett visst nyckelord, men utan att veta hur det stavas eller vilket språk det är skrivet med.
Sedan 2016 är hon föreståndare för Oskar Klein Centrum. Hon betonar hur viktigt deltagandet är i LSST.
– Projektet ger oss en unik möjlighet att stärka vårt interdisciplinära arbete. LSST kommer att ge oss information att analysera flera decennier framåt. Detta är ett arv för många att förvalta.
Text Magnus Trogen Pahlén
Bild Magnus Bergström
