Astrofysikere jubler for tidsmaskin

– Det var helt utrolig. Lyden brast. Det var voldsom buldring. Og det var mengder med røyk og kraftig lys, jublet professor og instituttleder Per Barth Lilje ved astrofysikk klokka 15.12, norsk tid, i går ettermiddag. Han var tilstede ved rakettoppskytningsbasen i Korou i Fransk Guyana da den europeiske romfartsorganisjonen ESA skjøt opp tidenes mest kompliserte og avanserte teleskoper.
 

Tidenes dyreste teleskop

De to teleskopene, Planck og Herschel, er tidenes dyreste i ESAs historie og har kostet nesten seksten milliarder kroner.Romobservatoriet Herschel inneholder det kraftigste infrarøde teleskopet som noen gang har vært i rommet. Den skal gi ny innsikt i de kalde delene av universet.

Teleskopet Planck er det første europeiske romobservatoriet som skal undersøke mikrobølgene, som er igjen i universet fra tiden rett etter Big Bang for nesten 14 milliarder år siden. Planck skal måle temperaturvariasjonene i denne mikrobølgestrukturen, langt bedre enn NASA noen gang har klart.

NASA har tidligere sendt opp satellitter for å måle denne bakgrunnsstrålingen, men ingen teleskoper kan gi så god kvalitet på dataene som Planck-teleskopet.De svært svake mikrobølgene kan gi informasjon om grunnleggende egenskaper ved Universet. Teleskopene skal plasseres 1,4 millioner kilometer vekk fra jorda.

Teleskopene er der om tre måneder. Om to uker slås instrumentene på.Planck-teleskopet dreier seg om sin akse og skal skanne ut ring for ring i universet. I løpet av seks måneder har den skannet alt. Så sveiper teleskopet en runde til.
 

Teller galakser

– Planck kan hjelpe oss med å beskrive rommets egenskaper matematisk. Vi vil vite hvordan universet har utviklet seg, hvor fort det går, om universet alltid vil utvikle seg eller om universet kollapset igjen, forklarer postdoktor i kosmologi, Hans Kristian Eriksen. Han påpeker at partikkelfysikerne har det langt enklere. Partikkelfysikerne kan gjøre en rekke eksperimenter i CERN.

– Det er vanskelig å eksperimentere med verdensrommet. Vi har bare ett univers. Vi må derfor bruke andre metoder. Vi løser dette ved å observere posisjonen til materie i tid og rom.Eriksen er kosmolog. Kosmologer ser stort på det hele. De betrakter galakser som det minste punktet i universet.

– En galakse er bare en prikk i vårt verdensbilde. Vi teller antallet for å finne den totale mengden materie i universet.

Bakgrunnsstråling

Eriksen er opptatt av det magiske øyeblikket 380 000 år etter Big Bang. Da kom den første bakgrunnsstrålingen.

Så lenge temperaturen var mer enn 3000 grader, var universet fylt av elektrondamp. Da temperaturen sank til under 3000 grader ble universet gjennomsiktig. Bakgrunnstrålingen viser hvordan universet så ut for akkurat 380 000 år siden, da temperaturen var på nøyaktig 3000 grader.

Data fra NASA-satellitten COBE i 1989 viser at det er små fluktuasjoner i strålingen. Temperaturen varierer ørlite fra sted til sted med rundt en 30 milliontedels grad.

– Disse fluktuasjonene er utgangspunktet for alle galakser og strukturer i universet. Vi er derfor interessert i disse strukturene.
 

– Europeerne overtar showet

I 2001 skjøt NASA opp en ny satellitt, WMAP, som la grunnlaget for dagens kosmologiske standardmodell.

– Nå overtar europeerne showet med Planck. Planck er dyr og bra. WMAP var billig og rask. Nå får vi tre ganger høyere oppløsning på dataene og ti ganger mindre støy, forteller Eriksen.

Eriksen påpeker at Planck ikke bare vil utfordre standardmodellen.

– Vi får høyst sannsynlig vite veldig mye som vi ikke har noen formening om i dag. Det kan bli mye overraskende og morsomt i vente.

UiO viktig partner

Ti forskere ved Institutt for teoretisk astrofysikk på Universitetet i Oslo er tungt inne i Planck. De har vært med i teamet som har utviklet et av de avanserte instrumentene og får nå, sammen med 400 andre europeiske forskere, eksklusiv tilgang til måledataene. Spesialområdene til instituttet er simuleringer, tungregninger og avanserte statistiske beregninger.

– Vi er blant de ledende instituttene i verden på dette. Algoritmene er klare. Nå venter vi bare på dataene for å kline til.

Får ikke røpe noe før i 2013

Det er streng ordre om at ingen resultater skal offentliggjøres før i 2013. De forskerne, som røper noe, må ut av prosjektet.

– Vi gjør dette for å forhindre feil analyser. I 1988 presenterte en gruppe forskere fra Japan og USA observasjonsdata som tilsynelatende motbeviste Big Bang. I løpet av det neste halve året ble det skrevet vel 150 teoretiske artikler som forklarte dette resultatet. Problemet var bare at dataene, som ble brukt, var gale. Teleskopet spant i sin egen eksos. Og førte til feil målinger, forteller Eriksen.

Svært kalde målinger

– Når man skal observere noe med så lave temperaturer, må man ha svært lave temperaturer i instrumentene, slik at instrumentene ikke måler feil, forklarer direktør for Norsk Romsenter, Bo Andersen.
De avanserte instrumentene i Planck er kjølt ned til mellom 220 og 273 minusgrader.

Instrumentene i Herschel er kjølt ned til nesten 273 minusgrader. Helt nøyaktig er temperaturen bare en tredels grader varmere enn det absolutte nullpunkt der molekylene ikke lenger beveger seg.
Herschel kjøles ned med 2,4 kubikkmeter flytende helium, som langsomt fordamper. Levetiden til dette teleskopet blir på vel tre år. Den estimerte levetiden til Planck er på bare to år.