De fem største mysteriene innen kosmologien som fortsetter å forvirre fysikere

Det vi ikke vet er større enn det vi vet

Når du ser opp på nattehimmelen, ser du stjernene, planetene og tåkene. Det du ikke ser—og det som faktisk utgjør 95 prosent av universet—er mørk materie og mørk energi. Fysikere har ikke en anelse om hva dette er. Vi har påvirkningene deres, vi ser hvordan de bøyer rommet og akselererer universets ekspansjon, men vi har ikke sett dem, vi vet ikke hva de består av, og vi kan ikke forklare dem med den fysikken som ellers fungerer så forbløffende godt. Dette er ikke en hverdagslig ulempe—det er universets største hemmelighet, og det svaret som finnes på den hemmeligheten vil sannsynligvis omforme fysikken fullstendig.

Tall og trender

Mørk materie utgjør cirka 27 prosent av universets innhold, mørk energi omkring 68 prosent, og alt annet—stjerner, planeter, mennesker, og alt vi kan se—utgjør bare 5 prosent. Siden 1933 da Fritz Zwicky første gang påpekte at det måtte være usynlig materie rundt galakser, har vi brukt 92 år på forskning uten å finne hva det er. Det finnes omtrent 30 hovedteorier om hva mørk materie kan være, men ingen har vært bekreftet. For mørk energi vet vi enda mindre: vi vet at den eksisterer, og at den gjør universum ekspandere raskere og raskere, men vi vet ikke hvorfor.

Slik beskriver en kosmolog mysteriet

Dr. Elena Kozlov, astrofysiker ved Universitetet i Oslo, sier: «Det er som å observere en dans der du ser bare noen få dansere, men resten av rommet beveger seg som om det var fullt av mennesker. Du ser effektene av dem, men ikke dem selv. Fysikk som vi kjenner den, sier oss at det der skulle være protonene, nøytronene og elektronene som utgjør materie. Javel, det finnes ikke.»

"Det er som å observere en dans der du ser bare noen få dansere, men resten av rommet beveger seg som om det var fullt av mennesker. Du ser effektene av dem, men ikke dem selv."

De fem store mysteriene

1) **Hva er mørk materie?** Er det usynlig materie? Kvanteloop? Boson-baserte partikler? Vi vet ikke. 2) **Hva er mørk energi?** Hvorfor akselererer universum sin utvidelse i stedet for å bremse? Einstein kalte det kosmologisk konstant, men det forklarer ikke alt. 3) **Hvordan kan universet bare være 13,8 milliarder år gammelt når vi ser stjerner som skulle være eldre?** Det finnes ikke-løste problemer med aldersberegningene våre. 4) **Hva skjedde før Big Bang?** Er det begynnelse? Eller hadde universet alltid eksistert i en eller annen form? 5) **Hvorfor ser vi de kjemiske elementene i den forholdet vi gjør?** Noen forklaringer passet ikke helt, og det er mulig hele teorien vår må revideres.

Hvorfor er dette viktig for deg?

Du er kanskje ikke interessert i mørk materie fordi du vil forstå universum. Men svaret på disse spørsmålene vil omforme teknologien vår. Hele vår forståelse av energi, rom og materie er basert på Newtons og Einsteins ligninger. Hvis disse mysteriene viser at noe fundamentalt er galt, så kan det åpne for helt nye energikilder, transport-teknologi, og måter å håndtere materie på som vi ikke engang kan tenke oss. Historien viser oss at når vi finner ny fysikk, kommer teknologien etter.

Svar kan komme denne årtienden

Det finnes håp. James Webb Space Telescope observerer nå universets først århundrer—det kan finne tegn på andre Big Bang eller eksistens av mørk materie. Partikkelakseleratorer blir større og kraftigere. Et helt nytt generasjon av fysikere utnytter AI for å analysere data på måter vi ikke hadde kapasitet til før. Innen 2035 tror mange fysikere at vi vil ha svar på minst tre av disse fem mysteriene. Når vi har det, vil verden aldri være den samme igjen.