9789187239038

Jakten p책 liv i universum

jaktenp책liv.indd 1

2013-02-12 17.38

jaktenp책liv.indd 2

2013-02-12 17.38

Peter Linde

Jakten p책 liv i universum

jaktenp책liv.indd 3

2013-02-12 17.38

Karavan Förlag Box 1206 221 05 Lund info@karavanforlag.se www.karavanforlag.se © Karavan Förlag och författaren 2013 Omslag: Curt Design Studio Tryck: Printbest, Tallinn 2013 Tryckning: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ISBN: 978-91-87239-03-8

jaktenpåliv.indd 4

2013-02-12 17.38

Innehåll

Förord.................................................................................................................7 1. Ett kosmiskt perspektiv................................................................................9 2. Hur bildas ett planetsystem?..................................................................... 21 3. Livets utveckling på jorden....................................................................... 31 4. Utomjordiskt liv på nära håll.................................................................... 48 5. Exoplaneter – från spekulation till verklighet........................................ 77 6. Ett menageri av planeter.......................................................................... 105 7. Exoplaneter – i framtiden....................................................................... 137 8. Livstecken från jorden............................................................................. 153 9. Hur många civilisationer finns det?....................................................... 170 10. Var är alla?............................................................................................... 183 11. SETI – sökandet efter utomjordisk intelligens................................... 207 12. Resan till stjärnorna............................................................................... 237 13. Hur ser utomjordingarna ut?................................................................ 259 Några forskarporträtt................................................................................... 272 Bilaga: Musikstycken spelade på Voyagers ”Golden Record”................. 273 Några lästips.................................................................................................. 274 Ordförklaringar............................................................................................ 276 Register.......................................................................................................... 283

jaktenpåliv.indd 5

2013-02-12 17.38

Bild 1. I ett träsnitt, troligen gjort på 1880-talet till en bok av den franske astronomipopularisatorn Camille Flammarion, illustreras den medeltida människans strävan att spränga gränser och finna ny kunskap.

jaktenpåliv.indd 6

2013-02-12 17.38

Förord

Alla människor borde få möjligheten att titta på en riktigt mörk stjärnhimmel. I dagens värld bor över hälften av mänskligheten i städer, i Sverige är det mer än åtta av tio. En nattbild av jorden sedd från rymden avslöjar hur stadsljuset sprider sig på planeten. Risken är alltså stor att det finns många som aldrig har sett hur en riktig stjärnhimmel kan se ut. Och ändå är det inte så svårt. Det räcker att ha lite tur med vädret och att en höstkväll bege sig ett par mil utanför stadens ljus. Jag tror aldrig jag träffat en människa som förblivit helt oberörd av den anblicken. Så mycket djup det finns i den, inte bara rent fysiskt utan även intellektuellt, estetiskt och känslomässigt. Man får en nyttig påminnelse om perspektiven i livet. ”Så små och obetydliga vi ändå är”, reagerar en del. Det tycker inte jag. Däremot får jag en känsla av samhörighet med det oändliga där ute som oavbrutet skickar sitt ljus till jorden.

Fascinerande nog bekräftar modern vetenskap på många sätt att kopplingen mellan oss och universum är mycket stark. De atomer som våra kroppar består av skapades där ute, både vid universums uppkomst och senare när de bearbetats i många generationer av stjärnor. Det gäller i högsta grad även vår hjärna. Det är ingen överdrift att säga att den också är ett resultat av universums utveckling, i enlighet med Darwins evolutionsteori. Detta dryga kilo hjärnsubstans måste betraktas som den högst utvecklade och organiserade form av materia vi känner till. I den bemärkelsen är vi inte små – tvärtom. Åtminstone här på jorden finns det alltså materia som utvecklat intelligens och medvetande, och åtminstone här har det genom människans utveckling blivit möjligt att studera och försöka förstå vårt universum.

Jag anser att det är vår skyldighet att ta den chansen och min bok handlar i mångt och mycket om detta.

Tanken är då inte långt borta att det någonstans kan finnas andra intelligenta varelser som på samma sätt står och tittar på en för oss okänd stjärnhimmel. Har de samma känslor, ställer de samma frågor? Att ens fundera på det har länge verkat meningslöst, för hur skulle vi någonsin kunna få veta?

Men 1995 blev dessa frågor betydligt mindre meningslösa. För första gången blev astronomerna säkra på att det finns planeter inte bara i vårt eget solsystem utan även vid andra stjärnor. Upptäckten blev starten på en lavinartad utveckling, där vi inom knappt tjugo års tid redan konstaterat existensen av närmare 1 000 sådana nya

7

jaktenpåliv.indd 7

2013-02-12 17.38

planeter. De fick snart sin egen beteckning – exoplaneter. Upptäckten blev också grunden för en ny och expanderande vetenskapsgren: astrobiologin. När det alltså visat sig att planeter är vanliga och att det mycket väl kan finnas hundratals miljoner bara i vår egen galax, Vintergatan, är det oundvikligt att åter ställa frågan: kan det finnas liv därute?

Ambitionen med denna bok är att i populära termer ge en bakgrund till jakten på liv i universum. Det är en fascinerande forskning att följa. Nästan dagligen rapporteras om nya exoplaneter. Andra forskare ägnar hela sitt liv åt att försöka fånga upp intelligenta meddelanden som de tror kan vara på väg till jorden i detta nu. Och mänskligheten skickar själv ut information som någon gång kanske fångas upp av någon annan.

Jag har försökt att förankra redogörelsen i den modernaste forskningens fakta men samtidigt har jag också givit utrymme för spekulationer om utomjordingar och mänsklighetens framtida öde. En del hamnar nära science fiction-romanens domäner, men nog bör det vara tillåtet att ibland tänka både stort och fritt? Förhoppningsvis kan läsaren i varje fall någonstans också uppleva den häpnad och förundran jag själv ofta känner inför ämnet.

Att skriva denna bok har varit en utmaning på många sätt. Forskningen runt exoplaneter utvecklas blixtsnabbt och det är oundvikligt att några fakta jag ger i boken hinner bli inaktuella ganska fort. Det finns därför en särskild hemsida, www.peterlinde.net, där de senaste uppgifterna kommer att finnas tillgängliga tillsammans med annat extramaterial. En annan sak har varit att försöka undvika alltför många facktermer. I de fall det inte varit möjligt rekommenderar jag en titt i ordförklaringarna längst bak i boken. Ämnet spänner över många områden och det är omöjligt att vara fackman på alla. Jag har därför tagit hjälp av vänner och experter, som jag särskilt vill tacka.

Ulf R. Johansson, tidigare kulturredaktör och ständig astronomientusiast, gav mig många tips och mycken uppmuntran. Mikrobiologen Leif Petersson gav synpunkter på kapitlet om livets utveckling. Anders Johansen, en av de i Sverige få verksamma exoplanetforskarna, gjorde värdefulla förbättringar i kapitlen om planeter och exo­ planeter. Astronomen och redaktören Björn Stenholm gjorde samma sak, framför allt med de sex sista kapitlen, bland annat om SETI och Drakes formel. Om det trots deras insatser kan finnas något fel kvar i texten beror det helt och hållet på mig själv.

Till slut vill jag tacka mina två närmaste: Eva Dagnegård som följer mig i livet och hela tiden hjälpt och uppmuntrat mig, samt min dotter Amanda, som när hon fyller 90 år 2080 kommer att uppleva en helt annan – och förhoppningsvis ännu bättre – värld än den vi ser nu.

Peter Linde

8

jaktenpåliv.indd 8

2013-02-12 17.38

1. Ett kosmiskt perspektiv

De enorma avstånden i universum har alltid utgjort en utmaning för det mänskliga intellektet. Saken har inte blivit lättare av att universum ständigt har vuxit – både i verkligheten och när det gäller hur vi uppfattar det. Vår uppfattning om universum har utvecklats under många sekler, men under de senaste hundra åren har den närmast genomgått en revolution.

Parallellt med den ökade insikten om universums verkliga struktur och storlek har också människans roll och plats efterhand behövt modifieras. Jorden befinner sig inte längre i universums centrum, och heller inte människan. Kanske är det dags att inte bara kunskapsmässigt utan även filosofiskt och moraliskt acceptera detta faktum. Finns det då liv någon annanstans än på jorden? Tiden är mogen att titta närmare på denna möjlighet.

I den här boken försöker jag ge en bild av detta universum av nya möjligheter.

Forskarna vet nu att det finns närmare tusen planeter som hör till andra stjärnor än vår egen. Vi ska bland annat titta närmare på hur det gick till när man hittade dem.

Kan det finnas andra intelligenta civilisationer därute? Femtio års efterforskning har inte lett till några positiva svar, men vi kommer ändå att drista oss till att diskutera möjligheterna till att komma i kontakt med sådana än så länge hypotetiska intelligenser. Kan vi kanske till och med resa dit? Att spekulera är tillåtet, men finns det någon realism bakom sådana drömmar?

Låt oss börja med att få en uppfattning om hur stort universum egentligen är. Det rör sig om enorma avstånd som behöver överbryggas för att någon form av observation, kommunikation eller kontakt skall vara möjlig.

Ett växande universum Redan under antikens tid gjordes realistiska uppskattningar om jordens, månens och solens storlek. Avståndet till månen kunde också uppskattas med hygglig noggrannhet, bland annat med hjälp av månförmörkelser, medan avståndet till solen kraftigt underskattades. De första teleskopen kom i bruk under 1600-talet och därmed förbättrades observationsnoggrannheten kraftigt. Avståndet till solen och därmed skalan på hela vårt planetsystem fick nu korrektare proportioner. Man använde bland annat passager av planeten Venus framför solen som hjälpmedel. På 1700-talet skick-

9

jaktenpåliv.indd 9

2013-02-12 17.38

ades ett stort antal vetenskapsmän ut på långa resor för att observera detta sällsynta fenomen från olika platser på jordklotet. De kom ganska nära det korrekta avståndet som numera är bestämt till drygt 149 miljoner kilometer. Detta avstånd har blivit en särskild längdenhet inom astronomin som kallas astronomisk enhet (AE).

Men hur långt var det till stjärnorna? Att stjärnorna var att betrakta som mycket avlägsna solar har alltid varit en naturlig tanke. Uppenbarligen måste avståndet vara väldigt långt eftersom stjärnorna på vår himmel är så mycket ljussvagare än solen.

Tycho Brahe var bland de första att göra seriösa försök att mäta avstånden. Metoden han använde bygger på att ett närliggande föremål ser ut att flytta sig i förhållande till mera avlägsna föremål om man betraktar det från två olika håll. Man kan enkelt illustrera detta genom att med vänster öga titta på ett närbeläget föremål och jämföra dess position mot bakgrunden, till exempel en vägg. Tittar man därefter istället med höger öga kommer det närliggande föremålet att ha förskjutit sig mot bakgrunden. Man kallar denna vinkelförskjutning för föremålets parallax. Tanken var att stjärnor också borde uppvisa en parallax om man gjorde noggranna positionsbestämningar från olika punkter i jordens bana runt solen (bild 2). Men trots att Tycho tänkte rätt och förfogade över sin tids i särklass noggrannaste instrument – dock inget teleskop – kunde han inte se någon sådan parallax och därmed heller inte lösa problemet. Han drog istället den skenbart logiska men felaktiga slutsatsen att jorden stod still i universum.

Ingen anade då hur stort svalget mellan vårt planetsystem och de närmaste stjärnorna var. Det skulle dröja över 200 år innan en trovärdig parallax kunde uppmätas. Inte förrän 1838 kunde Friedrich Bessel tillkännage avståndet till stjärnan 61 Cygni, en stjärna i Svanens stjärnbild. Hans värde motsvarade cirka 660 000 AE! Eftersom många stjärnor var mycket ljussvagare än 61 Cygni var det uppenbart att många av dem dessutom måste ligga på ännu större avstånd. Det stod alltså klart att avstånden till stjärnorna var enorma, och människans uppfattning av universums storlek förändrades i ett slag.

Men revolutionernas tid för förståelsen av astronomiska avstånd och universums verkliga skala hade bara börjat. Att solen bara var en av miljontals stjärnor i ett större system av stjärnor, en galax kallad Vintergatan, blev efterhand alltmer accepterat.

Idéer om detta hade funnits långt innan. Vintergatan framträder ju som ett band av ljus över en mörk stjärnhimmel. Den kände fysikern och astronomen Galilei Galileo konstaterade med sitt teleskop på 1600-talet att det bleka ljuset egentligen kom från oerhörda mängder av ljussvaga stjärnor, som individuellt inte syntes för blotta ögat.

På 1700-talet försökte den engelske astronomen William Herschel beräkna solens position i Vintergatan genom att göra stjärnräkningar i olika riktningar. Han kom dock till det felaktiga resultatet att solen befann sig Vintergatans centrum. Vi vet numera att detta berodde på att mörka stoftmoln i själva verket skymmer större delen av Vintergatans stjärnor för oss, något som Herschel inte kände till.

10

jaktenpåliv.indd 10

2013-02-12 17.38

Bild 2. Stjärnparallax är en skenbar effekt som beror på jordens rörelser. (Peter Linde)

Bild 3. Lord Rosses teckning av M51 från 1845. Denna ”nebulosa” visade sig sedermera vara ett stjärnsystem, en galax, med flera hundra miljarder stjärnor. (William Parsons)

Under 1800-talet debatterades universums storlek flitigt. Främst gällde det problemet med de så kallade nebulosorna. Sedan teleskopet började komma i användning hade man efterhand insett att det fanns mer än stjärnor (och några planeter) på himlen. Här och var syntes suddiga fläckar av ljus av okänd natur. En del visade sig vara kometer, som rörde sig långsamt i förhållande till stjärnorna och som tydligen var medlemmar av vårt eget solsystem. Andra däremot var fixa och rörde sig inte alls. Eftersom de kunde förväxlas med kometer gjorde den franske kometforskaren Charles Messier på 1700-talet en katalog över sådana nebulösa och otydliga föremål. Denna lista, omfattande 110 objekt, kom att kallas för Messierkatalogen och utgör än i dag en skattkista för alla amatörastronomer som vill utforska himlen med ett teleskop.

Med förbättrade teleskop kunde så småningom flera av objekten upplösas i detaljer. De visade sig vara stjärnhopar, ibland med tiotusentals medlemmar. Andra objekt förblev däremot suddiga ljusfläckar även i stora teleskop. Dessa gick under benämningen ”nebulosor”. Även bland nebulosorna tycktes det dock finnas olika sorter.

Samtidens största teleskop färdigställdes 1847 av Lord Rosse. Det placerades vid Birr Castle, mitt på Irland. Med en spegel på hela 183 cm diameter kunde den fånga in mycket mer ljus till det mänskliga ögat än vad som dittills varit möjligt. Trots de minst av allt lämpliga observationsförhållandena på Irland blev Lord Rosse blev den förste som kunde kunde urskilja strukturer i en del nebulosor. Mest berömd blev han för sina teckningar av Messier nr 51, som visade en tydlig spiralstruktur (bild 3).

11

jaktenpåliv.indd 11

2013-02-12 17.38

Striden om nebulosornas sanna natur rasade under hela 1800-talet och en bit in på 1900-talet. Många menade att de var jättelika gasmoln som visserligen befann sig långt borta, men inte längre än många stjärnor. Andra menade att de i själva verket utgjorde ljus från enorma mängder av stjärnor, betraktade från mycket stora avstånd.

Intressant nog skulle det visa sig att båda sidor till viss del hade rätt. Den tekniska utvecklingen hade under tiden gett nya möjligheter. Både fotografin och spektroskopin uppfanns i mitten av 1800-talet och med hjälp av dessa nya metoder upptäckte man att vissa nebulosor uppvisade spektrallinjer på samma sätt som gaser kan göra i ett laboratorium. (Vi ska titta närmare på spektrumets hemligheter i kapitel 5.) Tydligen var vissa nebulosor faktiskt gasformiga objekt medan andra visade upp ett kontinuerligt spektrum, mer likt vad man kunde förvänta sig från många svaga stjärnors ljus.

Universum växer – igen I början av 1900-talet ställdes striden på sin spets – och lösningen kom. Under 1920-talet genomgick vår uppfattning om universum ytterligare minst en revolution. Först fastslogs Vintergatans storlek och solens position i den. Den amerikanske astronomen Harlow Shapley hade en tid studerat en särskild typ av objekt, de så kallade klotformiga stjärnhoparna. Dessa är enorma samlingar av stjärnor, ofta bestående av hundratusentals objekt. Ungefär 75 stjärnhopar var kända vid denna tidpunkt, och Shapley konstaterade med nya mätmetoder att de låg på mycket långa avstånd från oss. Han föreslog att dessa stjärnhopar i själva verket låg symmetriskt orienterade i förhållande till hela vår galax, Vintergatan. Om jorden befann sig i galaxens centrum skulle de därmed ha synts i alla riktningar på vår stjärnhimmel. Men de är mycket ojämnt fördelade, de flesta syns i en viss riktning. Slutsatsen blev att solen och därmed jorden förpassades till en mycket mera obetydlig plats ute i Vintergatans periferi. Samtidigt stod det klart att själva Vintergatan måste vara mycket större än man tidigare trott.

Något senare gjordes ytterligare en sensationell upptäckt. Edwin Hubble använde det nyinvigda jätteteleskopet på Mount Wilson i Kalifornien för att studera Andromedanebulosan. Detta teleskop, med en huvudspegel på två och en halv meter, var nu världens främsta och fullständigt överlägset Lord Rosses teleskop, också därför att tekniken för själva observerandet nu var mycket mer avancerad. Hubble lyckades upplösa Andromedanebulosan i individuella stjärnor och bestämma avståndet till dem. Samtidigt gjorde för övrigt den svenske professorn Knut Lundmark liknande observationer och drog samma slutsats. Andromedanebulosan var alltså i själva verket en galax, ett gigantiskt eget stjärnsystem och alls ingen gasnebulosa. Det stod därmed klart att Vintergatan inte utgjorde hela universum utan istället var en enstaka galax bland tusentals andra.

Universum var alltså oerhört mycket större än vad man dittills kunnat föreställa sig.

12

jaktenpåliv.indd 12

2013-02-12 17.38

Bild 4. Den klotformiga stjärn­ hopen M80. Hundratusentals stjärnor kretsar kring ett gemensamt cent­r um.

(Hubble HeritageTeam (AURA/STScI/ NASA))

Bild 5. Andromedagalaxen – ett stjärnsystem med mer än 400 miljarder stjärnor. (Adam Evans)

jaktenpåliv.indd 13

2013-02-12 17.38

En lämplig måttstock?

Att universum är stort vet de flesta moderna människor. Hur stort det är kan emellertid ingen förstå på allvar. Vardagliga ting som en bil eller ett hus är välbekanta begrepp som naturligt inryms i vår föreställningsförmåga. Men när skalan ökar, minskar greppbarheten. Ett vanligt sätt att försöka förstå det oförståeliga är att göra analogier eller modeller, ofta genom att använda något slags lämplig måttstock. En sådan måttstock för att åskådliggöra den astronomiska skalan är ljuset och dess hastighet.

Frågan om ljusets natur och huruvida dess utbredningshastighet var ändlig eller oändlig var länge ett av de större vetenskapliga mysterierna. Men så tidigt som 1676 lyckades den danske astronomen Ole Römer göra en lyckad mätning av ljushastigheten. Vid denna tidpunkt hade Kepler och Newton betydligt ökat förståelsen om hur himlakropparna rörde sig, och Newtons gravitationslag kunde tillämpas överallt i solsystemet. Bland annat stod det klart att Jupiters månar rörde sig på ett högst regelbundet och förutsägbart sätt. Römer gjorde noggranna observationer av dessa rörelser under en längre tid, framförallt av hur de rörde sig in och ut ur Jupiters egen skugga. Han observerade efterhand en förskjutning mellan hans observerade tider av månförmörkelser och de förutsagda tidpunkterna. Han drog då den korrekta slutsatsen att skillnaden berodde på att avståndet mellan jorden och Jupiter ändrat sig mellan hans observationer. Detta betydde att ljusets hastighet måste vara ändlig, och Römer kunde med hjälp av det då uppskattade värdet för jordens avstånd till solen göra den första beräkningen av ljusets hastighet.

Det moderna värdet för ljushastigheten är numera bestämt till 299 792,458 kilometer per sekund. Detta är definitionsmässigt exakt eftersom definitionen på en meter sedan 1983 är direkt kopplad till just ljusets hastighet.

I astronomiska sammanhang blir det snabbt ohanterligt att mäta avstånd i vardagliga enheter, som meter eller kilometer. Miljontals kilometer fungerar något sånär inom vårt planetsystem, men därefter ligger även de närmaste stjärnorna så långt bort att siffrorna blir sant ”astronomiska”. Vi behöver en större måttstock och använder oss istället av ”ljustid”, det vill säga den sträcka ljuset färdas på en given tid. Begreppen ljussekund, ljusminut, ljustimme och ljusår ger oss nya mått som gör det möjligt att försöka förstå avstånden, eller åtminstone proportionerna på dem. En ljussekund blir således den sträcka ljuset färdas på en sekund, alltså närmare 300 000 kilometer. En ljusminut är sextio gånger längre än en ljussekund, en ljustimme sextio gånger längre än en ljus­ minut och så vidare. Ett ljusår motsvarar på detta sätt 31 557 600 ljussekunder.

Låt oss med denna nya måttstock försöka oss på att åskådliggöra avstånden. Avståndet till månen är i genomsnitt 384 000 kilometer och motsvarar således lite mer än en ljussekund. När Neil Armstrong för första gången steg ner på månens yta blev ljusets hastighet en påtaglig effekt eftersom radiokommunikationen med rymdbasen i Houston alltid försenades med minst två sekunder – tiden mellan en fråga och ett svar.

14

jaktenpåliv.indd 14

2013-02-12 17.38

Bild 6. Månen ligger på ett avstånd från jorden på en ljussekund. (NASA/Sean Smith).

Avståndet mellan jorden och solen är ju avsevärt större och motsvarar åtta ljusminuter. Inom vårt planetsystem varierar avstånden på en skala mellan ljusminuter och ljustimmar. De åtta huvudplaneterna ligger inom en diameter på tio ljustimmar (bild 7). Bortom dem finns andra restprodukter av olika slag från solsystemets bildande och man kan ungefärligen uppskatta planetsystemets totala utsträckning till cirka 100 ljustimmar.

Det är värt att notera att de forskningssonder som skickats ut i planetsystemet, bland annat till Jupiter och Saturnus, har behövt flera år för sådana resor. Man inser också att långväga sonder till stor del måste kunna agera på egen hand eftersom ett kommando från jorden kan ta timmar på sig för att nå fram.

Som redan nämnts är steget ut till stjärnorna mycket stort. Ljustimmar räcker inte långt för sådana avstånd. Till den närmaste stjärnan, Alfa Centauri, är det 4,3 ljusår. Man bör då hålla i minnet att det går nästan 9 000 timmar på ett år. Ett ljusår är således ett oerhört avstånd. Uttryckt i kilometer blir det cirka 9½ biljoner, en siffra som naturligtvis är ogripbar inte bara för gemene man utan även för astronomer. I ett senare kapitel kommer drömmen om att resa ut till stjärnorna att granskas närmare. Tills vidare kan vi konstatera att en av människor gjord farkost är på väg ut i den interstellära rymden och att den för närvarande har avverkat 0,002 ljusår …

Efter Bessels epokgörande bestämning av ett stjärnavstånd fortsatte utvecklingen i rasande fart. Baserad på samma princip som Bessel använde gjorde rymdsonden Hipparcos under 1990-talet mycket avancerade positionsmätningar av cirka en miljon stjärnor i solsystemets närhet. Bland annat bestämdes noggranna avstånd för alla stjärnor inom 400 ljusår. Vi har därför numera en ganska säker bild av stjärnavstånd. De stjärnor vi kan se för blotta ögat ligger förstås relativt nära, mätt med denna måttstock (bild 8). De mest avlägsna, som i verkligheten är mycket lju-

15

jaktenpåliv.indd 15

2013-02-12 17.38

Bild 7. Banan för solsystemets yttersta planet, Neptunus, har en diameter på nästan tio ljus­ timmar. (Peter Linde)

sa, är cirka 1 000 ljusår bort. En del stjärnor kan nämligen vara mer än tusen gånger ljusstarkare än vår egen sol och kan därmed naturligtvis synas från långa avstånd. Även med användning av stora teleskop finns det begränsningar hur långt vi kan se i vår egen galax, Vintergatan. Mellan stjärnorna är det, som tidigare nämnts, inte helt tomt. Det finns tunn materia i form av gas och stoft och detta begränsar sikten.

Detta blir successivt ett allt större problem ju längre bort man tittar. Därför når vanligt ljus oss inte från avlägsna delar av Vintergatan. Men strålning i längre våglängder än ljusets, till exempel infraröd strålning och radiostrålning, tränger lättare igenom stoftet. Genom observationer i dessa våglängder har det efterhand blivit möjligt att skapa en tämligen tydlig bild av Vintergatan (bild 9). Dess diameter har numera bestämts till cirka 100 000 ljusår. Solen befinner sig i en av galaxens armar, på ett avstånd av ungefär 25 000 ljusår från centrum.

Olyckligtvis blir även begreppet ljusår otympligt ju längre ut i universum vi söker oss. Och inte nog med det. Vi får också problem med vad vi menar med ett avstånd.

Menar vi avståndet när vi ser objektet eller det avstånd objektet har just nu? Även om ljusår är ett avståndsmått kan tidsaspekten inte negligeras, vi får problem med begreppet samtidighet. Observerar vi en stjärna på 1 000 ljusårs avstånd har ljuset behövt 1 000 år att nå fram till oss. Under tiden kan naturligtvis stjärnan ha hunnit flytta sig – och har dessutom blivit 1 000 år äldre. Detta är inget stort problem för objekt som tillhör vår egen galax. När vi tittar ännu längre ut i universum blir denna effekt däremot allt viktigare. Det blir då exaktare att uttrycka sig i tidstermer än i avstånd. Då handlar det om miljoner ljusår – och år.

Universum i största skalan Hubble lyckades alltså bestämma ett preliminärt avstånd till Andromedagalaxen.

Han fortsatte med att göra ytterligare en revolutionerande upptäckt. Genom att studera spektra från mer avlägsna galaxer kunde han dra slutsatsen att alla avlägsna

16

jaktenpåliv.indd 16

2013-02-12 17.38

Bild 8. De flesta för blotta ögat synliga stjärnorna befinner sig 4–1 000 ljusår från oss. Karlavagnens stjärnor ligger 100 ljusår bort.

(Peter Linde)

Bild 9. Här illustreras den moderna uppfattningen av vår egen galax, Vintergatan, sedd ovanifrån.

Diametern är cirka 100 000 ljusår. Den består av mer än 200 miljarder stjärnor tillsammans med stora mängder gas och stoft. Solsystemets plats är markerad. (NASA/JPL-Caltech).

jaktenpåliv.indd 17

2013-02-12 17.38

Bild 10. Fördelningen av universums materia inom de närmaste 2,5 miljarderna ljusår. Varje ljus­prick är en galaxhop. Mindre ytor är supergalaxhopar. Färgerna motsvarar avstånd, blått är närmast, rött mest avlägset. I förgrunden syns vår egen vintergata. (NASA/IPAC)

galaxer är på väg bort ifrån oss. Ju längre bort, desto snabbare rör de sig bort. Detta tolkades som en expansion av hela universum och utgör en grundsten i vår nuvarande uppfattning om hur universum en gång uppstod, den så kallade Big Bangteorin. Samtidigt klarnade bilden av universums verkliga storlek en aning.

Den moderna avståndsuppskattningen till Andromedagalaxen är 2,5 miljoner ljusår. Förutom ett par mindre satellitgalaxer till Vintergatan (Magellanska Molnen) är detta den närmaste galaxen. Den kan under goda omständigheter ses med blotta ögat och är därmed det mest avlägsna objekt man normalt kan se utan hjälpmedel.

Ljuset vi ser nu sändes alltså ut för 2,5 miljoner år sedan – men perspektiven svindlar snabbt ännu mer. Vi anser numera att universums struktur är hierarkisk, lite som en rysk docka fast tvärtom. Stjärnorna finns i hopar, som i sin tur ingår i stora stjärnsystem, galaxer. Galaxerna bildar också hopar. Vår egen galax och Andromedagalaxen utgör tillsammans med ett antal mindre galaxer den Lokala Hopen. Den närmaste ”grannhopen” till vår egen hop ligger på ett avstånd av 60 miljoner ljusår i stjärnbilden Jungfrun och innehåller tusentals galaxer.

Galaxhoparna ingår i sin tur i allmänhet i så kallade supergalaxhopar. Bild 10 är baserad på de senaste observationerna och visar universums massfördelning i form

18

jaktenpåliv.indd 18

2013-02-12 17.38

Bild 11. Ett utsnitt ur Hubbleteleskopets Ultra Deep Field. Utsnittet motsvarar den vinkel en enkrona visar, sedd på cirka 100 hundra meters avstånd. Alla synliga objekt är galaxer. De minsta befinner sig nära det observerbara universums gräns. (NASA/ESA/Hubble)

av superhopar inom de närmaste 2,5 miljarderna ljusår. En uppskattning av antalet galaxer inom det observerbara universum kan numera hamna på 80 miljarder.

Uppenbarligen är den observerbara materien inte jämnt fördelad utan tycks vara åtskild av stora tomrum.

På denna nivå börjar det alltså bli svårt att skilja på tid och avstånd. En fascinerande illustration visas i bild 11. Detta är den djupaste bild som någonsin tagits och utgör ett tvärsnitt av universum i tid och rum. Enbart galaxer syns, alltifrån relativt väldefinierade sådana till små diffusa prickar av ljus. Den närmaste befinner sig cirka 1 miljard ljusår bort, de bortersta nära det observerbara universums gräns.

Med tanke på att ljuset från dessa sändes ut för cirka 10 miljarder år sedan inser man efter viss eftertanke att dessa galaxer befinner sig mycket längre bort ”idag” och att de säkerligen ser helt annorlunda ut ”nu”.

Ett litet belysande räkneexempel: universums ålder enligt nuvarande teorier har bestämts till 13,7 miljarder år. Då inträffade Big Bang och vårt universum skapades.

Sedan dess har vårt universum hela tiden expanderat. Med de allra största teleskopen har man hittills kunnat se objekt som existerade så tidigt som 0,5 miljarder år efter Big Bang. Avståndet då var alltså 13,2 miljarder ljusår. Men sedan dess har

19

jaktenpåliv.indd 19

2013-02-12 17.38