Satellitten i Jordens skygge
Ny dansk bog kan læses som appetitvækker til ESA-mission, der sendes op om ca. fire år for at studere det meget tidlige univers
Med 2007 som planlagt år for opsendelsen skal den europæiske rumfartsorganisation ESAs videnskabelige satellit Planck give os det hidtil mest præcise billede af det meget tidlige univers. En ny bog ”Universet – Fra superstrenge til stjerner” af den danske astrofysiker Steen Hannestad giver nu muligheden for – på dansk - at sætte sig ind i baggrunden for blandt andet den kommende ESA-mission.
En af de specielle ting ved Planck bliver, at satellitten skal anbringes i en bane ca. 1,5 millioner kilometer fra Jorden – i retning væk fra Solen. I denne position kan satellitten følge med Jordens rotation om Solen, så satellitten hele tiden ligger i Jordens skygge. På den måde kan Planck udføre sine observationer af det tidlige univers uden at blive forstyrret af Solens varmende stråler. Varme kunne nemlig være forstyrrende for satellitten, som skal måle meget små variationer i den såkaldte kosmiske baggrundsstråling, der har en temperatur på kun ca. 2,7 grader over det absolutte nulpunkt på ca. –273 grader C.
Baggrundsstrålingen blev opdaget i 1965 af to amerikanske ingeniører, Arno Penzias og Robert Wilson. Mens andre typer stråling udsendes af forskellige objekter, syntes denne stråling at komme ensartet fra alle retninger i universet. Forskerne er i dag stort set enige om at den kosmiske baggrundsstråling er det første stråling, som undslap fra det tidlige univers, der var langt mere kompakt end det univers, vi kender i dag. Det skete – ifølge den fremherskende teori – ca. 300.000 år efter det ”Big Bang”, der satte gang i skabelsen af vores univers.
I 1992 lykkedes det den amerikanske satellit COBE (COsmic Background Explorer) at påvise, at der faktisk var ganske små variationer i baggrundsstrålingen, som altså alligevel ikke kom helt ensartet fra alle retninger. Man mener at de små variationer skyldes at stoffet i det tidlige univers ikke var helt ens fordelt – det er disse dengang ganske små forskelle, som gennem milliarder af år er blevet forstærket og har givet anledning til dannelsen af de stjerner, planeter og andre objekter vi kender i dag.
Planck skal kortlægge variationerne i den kosmiske baggrundsstråling med en nøjagtighed, der er langt større end man hidtil har været i stand til at opnå. Da satellitten skal måle temperaturer meget tæt på det absolutte nulpunkt, er det en af de store udfordringer for de europæiske forskere, som arbejder på at konstruere satellitten, at udstyret i den selv skal kunne fungere i konstant kulde i Jordens skygge og samtidig må udstyret ikke selv afgive varme, der kunne forstyrre målingerne. Fra dansk side deltager Dansk Rumforskningsinstitut og NORDITA, Nordisk Institut for Teoretisk Fysik, i udviklingen af satellitten.
Planck skal i første omgang parkeres i en midlertidig bane om Jorden. Derefter skal den begynde sin rejse ud mod punktet, som inden for rumforskningen kaldes L2. Her er det muligt for en satellit at opnå en bane med samme omløbstid om Solen, som Jorden har – et år. Her er det altså muligt at give Planck et liv i skyggen – af Jorden. Det vil tage ca. 4 måneder fra opsendelsestidspunktet at nå ud til L2.
Astrofysikerne håber at Plancks beskrivelser af variationerne i den kosmiske baggrundsstråling kan bruges til at kaste lys over en række spørgsmål: Vil Universet blive ved med at udvide sig for evigt – eller vil det begynde at trække sig sammen igen? Hvad er Universets korrekte alder? Hvad er naturen af det, som astrofysikerne kalder ”mørkt stof” – altså stof der ikke er synligt for astronomernes teleskoper, men som må være der for at de fysiske ligninger, der blandt andet beskriver hastigheden af Universets udvidelse, kan gå op?
Baggrunden for alle de spørgsmål kan man læse meget mere om i den nye danske bog. Steen Hannestad er lektor i astrofysik og tilknyttet NORDITA. ”Universet – Fra superstrenge til stjerner” er udgivet på Aarhus Universitetsforlag (se linket til højre).
