Information januar 1996

Universets alder

Af Benny Lautrup

Der ser ikke længere ud til at være et problem med universets alder. Den konflikt, der har været mellem forskellige målinger i de seneste år, er nu ved at være bilagt. Ved en konference på Niels Bohr Institutet i anledning af astrofysikeren Igor Novikov's 60 års fødselsdag blev der for nylig fremlagt beregninger, som ansætter universets alder til omkring 18 milliarder år med en usikkerhed på 3 milliarder år.

Universet er altså gammelt. Meget gammelt. Ufatteligt gammelt. Men ikke uendelig gammelt. Moderne instrumenter kan næsten se hele vejen tilbage til begyndelsen. De seneste billeder fra Hubble teleskopet viser objekter, der blev skabt, da universet kun var en milliard år gammelt.

At universet ikke er uendelig gammelt, har altid været en filosofisk mulighed og i de fleste religioner et indbygget dogme, men vi har kun haft egentlig viden om det siden begyndelsen af dette århundede, hvor det for første gang blev erkendt, at nogle af de besynderlige tåger, man ser på himlen, var ansamlinger af stjerner af størrelse som vores egen Mælkevej, blot set fra enorm afstand. I 1920'erne opdagede Edwin Hubble, at det så ud til, at disse stjernetåger, galakserne, bevægede sig væk fra os med en hastighed, som voksede med afstanden. Dobbelt så langt væk gav dobbelt så stor hastighed. Tre gange så langt væk gav tre gange så stor hastighed. Og så videre. Det tal, der angiver præcis hvor meget hastigheden forøges med afstanden, kaldes Hubble konstanten.

En lovmæssighed af nøjagtig denne type kendes fra bombeeksplosioner, hvor de sprængstykker, der fra begyndelsen får størst hastighed, også når længst væk. Rummet selv synes at ekspandere. Derfor konkluderedes det hurtigt, at der måtte have været en oprindelig eksplosion, et urknald eller et Big Bang, hvor alt stof befandt sig i en uendelig komprimeret tilstand. Selvom denne teori har været oppe og nede mange gange i de sidste 75 år, så er den efterhånden så fast forankret i det observationelle underlag, at den ikke har nogen reelle konkurrenter. Den kaldes da også Standardmodellen.

Det er Hubble konstanten, som fortæller os om universets alder. Hvis man ved, hvor meget hastigheden forøges med afstanden, så kan man faktisk også bestemme, hvor lang tid, det har taget, siden eksplosionen. Den bedste værdi for Hubble konstanten er i dag 56 kilometer per sekund per megaparsec. Lidt forklaring: En megaparsec er en afstand på tre millioner lysår eller tredive milliarder milliarder kilometer. Hvis en galakse befinder sig i denne afstand, så er dens hastighed 56 kilometer per sekund væk fra os. Hvis den er dobbelt så langt væk er den 112 kilometer per sekund. Med denne konstante hastighed er der derfor gået 18 milliarder år, siden alle galakser sad lige oven på os. Regn selv efter.

De seneste beregninger bygger på omhyggelige målinger af hastighed og afstand til en klynge af galakser i stjernebilledet Virgo, eller Jomfruen. Hastigheden er nemmest at bestemme, fordi lyset fra galakserne forskydes i rødlig retning på en meget præcis måde, når hastigheden forøges. Det var faktisk den metode, Hubble selv brugte. De bedste værdier for Virgo klyngens hastighed er i dag cirka 1200 kilometer per sekund.

Der findes en række metoder til afstandsbestemmelse, som for det meste bygger på det fænomen, at en lyskilde bliver svagere, jo længere den er væk. Hvis man derfor ved, hvor stærk lyskilden virkelig er, så kan man bestemme afstanden ved at måle den styrke, den ser ud til at have. Der findes en type variable stjerner, som altid har næsten samme lysstyrke, og derfor kan bruges som standardlysgivere. De fleste målinger er efterhånden i god overensstemmelse med hinanden og giver en afstand til Virgo klyngen på omkring 21 megaparsec. Heraf følger den omtalte værdi af 56 kilometer per sekund per megaparsec. Universets alder er altså 18 milliarder år med en vurderet maksimal fejl på omkring 3 milliarder år.

Da Hubble teleskopet for nogle år siden først begyndte at give resultater, så det ud til, at Hubble konstanten var meget større, hvilket førte til en mulig alder for universet på helt ned til 10 milliarder år. Det stred imod alderen af for eksempel kugleformede stjernehobe, der med andre metoder er blevet bestemt til at være cirka 13 milliarder år gamle. Med disse nye tal er der altså ikke længere noget problem, og astrofysikerne -- og vi med dem -- kan igen sove helt roligt.