Supernovor gav ny världsbild

Klockan är nio på morgonen i Santa Barbara, Kalifornien, och astronomiprofessor Robert Kirshner sitter lutad över datorn i sitt arbetsrum och berättar entusiastiskt om de senaste framstegen inom kosmologin.

Han är världskänd och prisad för sina upptäckter och borde rimligen vara både upptagen och intervjutrött, men verkar inte kunna tänka sig något roligare än att prata bort en timma på Skype med en svensk journalist. Utan baktankar, får man anta, för hans forskningsområde har redan fått sitt Nobelpris.

Avståndet mellan oss är runt 8 600 km vilket i relation till Kirshners forskning känns helt försumbart. Han studerar supernovor, exploderande stjärnor, på miljarder ljusårs avstånd. 1998 förändrade Kirshner och hans kolleger vår bild av universum i grunden.

Mörk energi

Genom att mäta hur långt bort supernovor är och med vilken hastighet de avlägsnar sig från oss upptäckte de att universum utvidgas allt fortare. Eller med andra ord: vi har inte bara ett expanderande universum, utan också ett accelererande. Någonting verkar dra isär kosmos. Något som, i brist på bättre, fått namnet mörk energi.

– Bevisen för att universum accelererar är nu så starka att till och med de konservativa svenskarna tror på det, skrattar Kirshner. 2011 gav de ju nobelpriset till mina tidigare lärjungar Adam Riess och Brian Schmidt, samt till Saul Perlmutter för den här upptäckten. Men vad det är för mörk energi som orsakar denna acceleration – det är fortfarande helt okänt. Vi behöver mer noggranna mätningar för att förstå den bättre.

Vad tror du själv?

– Bästa gissningen är nog att det är en energi som på något sätt hör ihop med vakuum, likt Albert Einsteins tankar om en kosmologisk konstant. Men det finns ju många andra idéer. Det är möjligt att vår förståelse av gravitationen inte är helt korrekt, att den på väldigt stora avstånd fungerar annorlunda än vi tror.

Själv är Kirshner empiriker, inte teoretiker, betonar han. Den teoretiska kosmologin är idag en vildvuxen trädgård, och det är hans jobb att leverera observationer som gör det möjligt att rensa bort så mycket som möjligt av ogräset.

Hundra varv med Hubble

Nu utnyttjar Kirshner de senaste årens snabba tekniska utveckling inom infraröd astronomi för att observera supernovor med större exakthet. Sedan ett par år tillbaka är rymdteleskopet Hubble utrustat med instrument som är känsliga för infraröd strålning.

– Det krävdes tre ansökningar för att få tid på Hubble. Först tyckte de att jag bad om för lite instrumenttid, sedan att jag begärde för mycket. Tredje gången hade jag läst på och bad om precis så mycket tid så att ansökan hamnade i en särskild kommitté för omfattande projekt. Då gick den igenom.

Sammanlagt 100 Hubble-varv runt jorden är projektet tilldelat. Han räknar med att det på ett år ska ge data om 25 nya supernovor.

– Jag har precis skickat in instruktioner för den elfte. Vi borde bli klara i oktober.

Hur mycket mer exakt är det intressant att mäta?

– Jag tror att vi om 10–15 år har nått en felmarginal på runt ± 1 procent. Där slutar nog den fundamentala fysiken att intressera sig för supernovor; då drar den vidare för att söka svar på andra håll. Men det är ju ett bra tag till dess.

Måttet på universums acceleration ligger, i den form det brukar uttryckas, nära värdet –1.

– En del säger ”Men kom igen, det är klart att det är –1!” Jag tänker att det är samma människor som för femton år sedan sa att det inte finns någon mörk energi. Om det visar sig att talet är –0,9 eller –1,1 vore det väldigt intressant. Låt oss mäta och se efter!

Att Higgspartikeln är upptäckt – spelar det någon roll för er? Är den användbar för att förstå mörk energi?

– Nej, utom i bredaste bemärkelse. Higgsfältet är ett så kallat skalärfält, och andra skalärfält har nämnts som en möjlig kraft bakom inflationen, det vill säga universums extra snabba expansion alldeles efter big bang. De gåtor som partikelfysiken har kvar att besvara – som varför det inte skapades lika mycket antimateria som materia vid big bang – är definitivt av stort intresse för kosmologin. Men Higgs i sig är inte svaret.

Gillar att popularisera

Robert Kirshner har skrivit för den breda allmänheten i boken The Extravagant Universe, och på nätet kan han beskådas när han håller entusiastiska populärvetenskapliga föredrag.

Du verkar gilla att förklara kosmologi för lekmän?

– Sant! Här i USA är vi lite bekymrade över de mediokra resultaten i naturvetenskap i skolan. Ändå är det jag möter när jag föreläser ett stort intresse! Och universums historia är ju en bra berättelse: big bang, de första stjärnorna och galaxerna, att grundämnena i vår kropp – syret vi andas, kalciumet i vårt skelett, järnet i vårt blod – en gång skapades inuti en stjärna och att vi ärvt dessa atomkärnor efter en exploderande supernova. Vi är inte skilda från universum, vi är en del av det. Det gillar folk.

Vad försöker du tänka på när du ska popularisera?

– Jag har upptäckt att folk gillar när man visar bilder på folk. Inte alla kan uttyda en graf med grekiska tecken, men bilder på människor som är involverade i forskningen – de kan varje åhörare relatera till. På motsvarande sätt är forskning också berättelser om människors äventyr, hårda arbete, belöning och rivalitet. Sådana mänskliga aspekter försöker jag få med.

I år fyller Robert Kirshner 64 år. Några planer på att pensionera sig har han inte, men kanske att ge sig själv en friare roll, för att inte försaka annat i livet.

– Som det här att tillbringa vintern i Kalifornien – det var väldigt trevligt, kan jag berätta. Och nära till mina barn i Los Angeles. Jag är nämligen ledig från Harvard just nu, och gäst på Kavli Institute for Theoretical Physics vid University of California. När folk frågar vilket program jag tillhör här svarar jag ”witness protection program”. För ingen skulle komma på tanken att leta efter mig här på ett institut för teoretiska fysiker.