Tveksamheten om att universum ökar i expansionshastighet är nu borta

 

Bilden https://www.southampton.ac.uk/ visar stjärnor i centrum av Vintergatan. Bilden tagen av  rymdteleskopet Spitzer.

I slutet av 2025 chockade ett team av astronomer  med påståenden om att bevis fanns för att mörk energi  den mystiska kraft som sliter isär kosmos försvagats så att universums expansion  inte längre ökar.

De föreslog även att metoderna som användes för att mäta universums expansion med hjälp av supernovor, eller exploderande stjärnor, var fundamentalt bristfälliga.

Men i en ny studie från  University of Southampton, omvärderades den datan har nu  funnit att universum beter sig precis som förväntat.

Experterna bakom artikeln, som publicerades i Royal AstronomicalSocietys månadsbrev, inkluderar de välkända Nobelprisbelönade astrofysikerna professor Adam Riess och professor Brian Schmidt. 

Huvudförfattaren Dr Phil Wiseman vid University of Southampton påtalar att debatten som följde på förra årets avslöjanden var resultatet av ett vetenskapligt missförstånd snarare än en brist i universum självt. OBS här menas att mörk energi inte försvagats och att det var fel att påstå att universums expansion saktat ner.

Wiseman tillade: "De tidigare och väl accepterade mätningarna ( före de omtalade under  2025)  var faktiskt goda och vår nuvarande förståelse av universums öde är fortfarande robust.

"Som tur är har vi undvikit denna kris, men mysteriet kring varför universum fortfarande ökar i storlek (expanderar)  kvarstår.

"Genom att bevisa att våra mätningar är korrekta kan vi återgå till att försöka förstå vad mörk energi egentligen är, istället för att undra om det ens existerar."

Den ursprungliga upptäckten av universums accelererande expansion, gjord av professorerna Riess och Schmidt tillsammans med den amerikanske astrofysikern Saul Perlmutter, fick Nobelpriset i fysik 2011.

Om påståendena från 2025 hade varit sanna skulle det ha demonterat deras fynd samt nästan tre decennier av astronomiska framsteg.

Professor Adam Riess beskriver: "Extraordinära påståenden kräver särskilt noggrann testning. Det vi finner är att när vi kalibrerar dessa supernovor och tar hänsyn till olika värdmiljöer och populationer förblir bevisen för kosmisk acceleration anmärkningsvärt konsekventa."

För att mäta universum undersökte det Southampton-ledda teamet noggrant typ Ia-supernovor  våldsamma, lysande explosioner som (vars ursprung kan läsas om i ovan länk)  man kan använda för att beräkna enorma kosmiska avstånd.

Studien från 2025 hävdade att när universum åldrades hade dessa supernovor olika maximala ljusstyrkor, vilket lurade astronomer att tro att kosmos accelererade när det saktade ner.

Den nya Southampton-studien fann dock att tankefelet låg i hur åldern på dessa stjärnor uppskattades.

De bevisade att i de tidigare fynden felaktigt antagits (2025 års undersökning)  att galaxens ålder var densamma som stjärnans exploderande ålder vid explosionen.

Experterna sade också att 2025 års artikel inte tog hänsyn till massan hos värdgalaxer, en standardkorrigering som används i modern kosmologi för att bevisa noggrannhet.

Professor Mark Sullivan , också från University of Southampton, beskriver att det är grundläggande för vetenskapen att utmana vedertagna teorier och observationer.

Han tillade: "Så här görs framsteg. Även om  idén (från 2025) inte visade sig stämma, har den öppnat nya sätt att tänka kring hur supernovor exploderar och hur vi kan mäta mörk energi mer exakt."

Artikelns medförfattare Dr Brodie Popovic tillade: "Vi har nyligen varit mycket fokuserade på astrofysiken kring explosionerna och hur de påverkar kosmologin.

"Det här var ett bra tillfälle att gå tillbaka och gå igenom alla våra antaganden. Det visar sig  vi förstår detta och vi tar hänsyn till det i vår kosmologimätning." 

Med andra ords det stämmer att universums expansion accelererar och att mörk energi med stor säkerhet är källan till detta.

Plötsligt blev resultatet strängteorin utan att fysiker letade efter bevis på den.

 

Bild wikipedia I strängteorin är de mest fundamentala byggstenarna, som tidigare setts som punktpartiklar, i själva verket små vibrerande strängar.

Om du kunde ta ett äpple och dela det i mindre och mindre delar skulle du hitta molekyler därefter atomer följt av subatomära partiklar som protoner därefter kvarkarna och gluonerna som utgör massan av protonerna. Därefter enligt strängteoretiker om du fortsätter till än mindre skalor ungefär en miljard miljarder gånger mindre än en proton  kommer du att finna små vibrerande strängar. Strängteorin innebär att beroende på hur en grupp sådana vibrerar kan slutpunkten bli  ett grundämne om man går samma väg som ovan men nu från motsatt håll. 

Den hävdar att alla partiklar, inklusive gravitonen den hypotetiska partikel som tros ge gravitationskraften genereras av mycket små vibrerande strängar. Matematiken bakom strängteorin kräver att strängarna vibrerar i minst 10 dimensioner istället för de fyra vi lever i ( höjd längd bredd och tid), vilket är en av anledningarna till att vissa forskare inte är övertygade om att strängteorin är korrekt. Men kanske är den största utmaningen för teorin de ultrahöga energier som krävs för att testa den.  Ett sådant experiment kräver en partikelaccelerator i en storlek som en galax.

Hur ska en fysiker göra för att bekräfta eller förfalska teorin? Ett sätt  kan vara att undersöka teorin är att använda en "bootstrap"-metod, där forskare börjar med vissa antaganden de tror är sanna om universum och sedan undersöka vilka lagar som uppstår ur dessa antaganden.  Utifrån ett par grundläggande antaganden om hur partiklar bör spridas av varandra vid mycket höga energier, härledde de strängteorins element.

"Trådarna bara föll av," beskriver Clifford Cheung, professor i teoretisk fysik och chef för Leinweber Forum for Theoretical Physics vid Caltech. "Vi började inte alls med några antaganden om strängar, men sedan innehöll lösningen strängarnas hörnstenssignaturer."

Även om arbetet inte utgör experimentella bevis för strängteori, är det "mycket suggestivt ur ett teoretiskt perspektiv, eftersom de allmänna antagandena kunde ha gett oändliga lösningar, men de gav bara en," beskriver Cheung.

Denna bootstrap-metod hjälper fysiker att hitta de definierande egenskaperna hos strängteorin, förklarar Hirosi Ooguri, Fred Kavli-professor i teoretisk fysik och matematik vid Caltech och Kent och Joyce Kresa Leadership Chair för Division of Physics, Mathematics and Astronomy, som är strängteoretiker men inte medförfattare i artikeln. "Det hjälper också forskare att komma på alternativa teorier. Om strängteori inte är sann och vi vill hitta en annan modell vilka grundläggande antaganden behöver vi då ta bort?" beskriver Ooguri.

Fortsätt läs här i ett längre utlägg på engelska  hur man diskuterar detta av de som forskar inom detta på California Institute of Technology