Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Keck observerer deuterium fra Universets begynnelse

Av Erik Tronstad

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 24. årgang, nummer 91, juli-september 1994, side 51 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

I løpet av én eneste natt i november 1993 gjorde astronomer som brukte Keck-teleskopet på Mauna Kea - verdens største optiske reflektor - observasjoner av fundamental kosmologisk betydning. Anoinette Songaila (University of Hawaii) og kollegene hennes brukte Keck-teleskopets høyoppløsningsspektrograf til å måle mengde av deuterium like etter Big Bang. (Deuterium er en hydrogenisotop som har ett proton og ett nøytron i kjernen, istedenfor bare ett proton slik vanlig hydrogen har.) Resultatet av observasjonene reiser tvil om populære antakelser om Universets kjemiske sammensetning og utvikling.

Deuterium er ett av noen få lette grunnstoffer som ble dannet i løpet av de første minuttene etter Big Bang. Mengden av deuterium som da ble dannet, er meget følsom for og avhengig av den kosmiske tettheten av baryoner, en fellesbetegnelse på protonene og nøytronene som vanlig materie består av. Jo større baryontettheten er, jo mer deuterium vil bli omgjort til helium, og jo mindre deuterium vil bli igjen etter at disse prosessene er stoppet. Ved å bestemme den relative mengden av deuterium, kan dermed astronomene regne seg til hvor mye vanlig materie Universet inneholder.

Et problem med denne framgangsmåten er at helt siden Big Bang, er deuterium blitt ødelagt og nedbrutt, det vil si omdannet til andre isotoper. Dette har i hovedsak skjedd i stjerners indre. For å komme fram til hvor mye deuterium det opprinnelig var i Universet like etter dets dannelse må derfor målinger av den lokale mengden av deuterium «korrigeres» ved hjelp av modeller for den kjemiske utviklingen av galakser. Ideelt sett burde mengden av lette grunnstoffer måles i objekter med høy rødforskyvning. Det er fordi dette er objekter som observeres tidlig i Universets historie, og som følgelig ses når de var unge og ennå stort sett hadde sin opprinnelige mengde av deuterium i behold. Det har imidlertid vist seg umulig å observere spektrene fra slike objekter med reflektorer med diametre på 4-5 m.

Songaila og medarbeiderne hennes rettet det 10 m store Keck-teleskopet mot Cepheus (Kefeus) og tok et spektrum av kvasaren Q0014+813, som har en rødforskyvning på 3,41 og en størrelsesklasse på 16,5. Underveis fra kvasaren til Jorden passerer lyset fra kvasaren gjennom utallige intergalaktiske skyer, som hver danner absorpsjonslinjer i spekteret fra kvasaren. Den sterke Lyman-alfa-absorpsjonen fra hydrogen i én sky med en rødforskyvning på 3,32 ledsages av en svakere komponent som er svakt blåforskjøvet med akkurat den mengden man skulle forvente hvis den er frambrakt av deuterium.

Styrken på denne linjen tyder på at da Universet var bare 25 % av den størrelsen det nå har, fantes det 1,9-2,5 deuteriumkjerner for hver 10 000 kjerner av vanlig hydrogen. Tidligere beregninger gjort ut fra observasjoner av Solsystemet og Melkeveisystemet, antydet en deuteriumkonsentrasjon på bare 10 % av dette. Den nye, høyere verdien tilsvarer en lavere tetthet av baryoner - faktisk så lav at det kan ikke finnes stort flere baryoner i Universet enn dem vi ser i synlige stjerner og galakser. Enten har ikke Universet nok masse til å stoppe utvidelsen av det, eller så er det meste av materien i Universet mørk og forefinnes i en eller annen eksotisk, ikke-baryonisk form.

Gruppen til Songaila medgir at det er en sannsynlighet på 3 % for at deuteriumlinjen de har observert, i virkeligheten er en litt mindre rødforskjøvet Lyman-alfa-absorpsjonslinje fra en annen, nærmere gassky. Hva som er riktig, regner de med å få svar på etter å ha observert andre kvasarer med høy rødforskyvning.

 
Forrige artikkel | Neste artikkel | Alle NOR 1994 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.