Universet udvider sig hurtigere end det burde — og nu har forskerne fået et kraftfuldt nyt værktøj

Forestil dig, at du kaster en bold i luften, og at den ikke bare stiger, men accelererer opad. Uden at du giver den et skub. Så absurd lyder den nyeste kosmologiske gåde.

Noget mærkeligt sker derude

Vores univers vokser. Det har vi vidst i årtier. Men her kommer det underlige: det udvider sig hurtigere, end vi kan forklare med den fysik, vi kender. Der er et eller andet, der skubber på — et eller andet, vi har døbt mørk energi.

Problemet? Vi aner ikke, hvad det er. Vi kan ikke samle det op. Vi kan ikke undersøge det i et laboratorium. Vi kan kun måle dets virkninger og gætte på, hvad der gemmer sig bagved.

Kosmisk fyrtårne

Heldigvis har vi nogle naturlige pejlemærker i rummet. Type Ia supernovaer er de kraftigste eksplosioner i universet — når bestemte døende stjerner (hvide dværge) eksploderer, udsender de næsten præcis den samme mængde energi hver gang.

Tænk på dem som fyrtårne med kendt lysstyrke. Jo svagere lyset ser ud fra Jorden, jo længere væk er de. Disse kosmiske fyrtårne var faktisk afgørende for at opdage universets accelererende udvidelse i 1998. Opdagelsen var så revolutionerende, at forskerne bag fik Nobelprisen.

Men her er sagen: de er ikke perfekt standard.

Det problem, ingen ønskede

En supernova ser nemlig en smule anderledes ud, alt efter hvilken type galakse den bor i. Supernovaer i gamle, massive galakser opfører sig en anelse anderledes end dem i yngre kvarterer. Astronomer har i omkring 20 år brugt grove korrektioner til at tage højde for det. Men det svarer lidt til at bruge et sløret foto, når du egentlig har brug for HD.

Her starter historien for alvor.

En ny metode lander (i videnskabelig forstand)

Forskere fra Universitetet i Barcelona har udviklet noget, der hedder CIGaRS. Navnet lyder nok fancyere i akademiske kredse, end det gør for os andre. Men metoden er faktisk ret elegant.

I stedet for at behandle supernovaer, deres værtsgalakser, kosmisk støv, universets udvidelseshistorie og supernova-rater som separate puslespil, smider CIGaRS det hele i én stor, samlet model. Tænk på det som at få alle brikkerne i et puslespil til at tale sammen i stedet for at arbejde hver for sig.

Hvad betyder det i praksis?

Lad mig bryde det ned:

For det første bruger holdet kunstig intelligens — specifikt noget, der kaldes simulation-baseret inferens. De genererer tusindvis af simulerede universer, træner et neuralt netværk i, hvordan observationer hænger sammen med fysiske egenskaber, og lader derefter systemet analysere rigtige data. Grundlæggende set lærer de computere at tænke som kosmologer.

For det andet — og det er egentlig ret fantastisk — kan metoden beregne galakseafstande udelukkende ud fra billeder. Ingen grund til at bruge tid på spektroskopiske observationer, hvor teleskoper skal pege på individuelle stjerner i timevis. Bare fotografier, og vupti, så har du afstanden.

Det er kæmpe. For her er sandheden: kommende himmelundersøgelser — især Vera C. Rubin Observatoriet i Chile — forventes at opdage millioner af supernova-kandidater. Vi kan fysisk ikke følge op på dem allesammen med spektroskopi. Men med denne teknik? Måske behøver vi slet ikke.

Hvorfor du bør interessere dig for det

Jeg ved godt, hvad du tænker: "Fed videnskab, men hvorfor skulle jeg bekymre mig om mørk energi?"

Fair spørgsmål.

At forstå mørk energi er ikke bare en akademisk øvelse. Det rører ved helt grundlæggende spørgsmål om virkelighedens natur. Hvad består universet af? Hvordan vil det ende? Er fysikkens love de samme alle vegne? Mørk energi fletter sig ind i alle disse spørgsmål.

Og ærligt talt? Jeg synes bare, det er genuint fantastisk, at vi er nået til et punkt, hvor kunstig intelligens og snedige statistiske teknikker kan hjælpe os med at studere noget så enormt og mystisk som universets accelererende udvidelse. Vi lever i en utrolig tid for astronomi — uanset om vi værdsætter det eller ej.

Forskerne er naturligvis ikke færdige. Metoden skal afprøves i den virkelige verden, efterhånden som ny data tikker ind. Men hvis den virker som lovet, kommer vi måske et skridt tættere på endelig at knække mørk energi-koden.

Og det ville da være noget, ikke?