Fra et teleskop i ørkenen i Owens Valley i California tikker det inn store mengder data til Håvard Tveit Ihle på Institutt for teoretisk astrofysikk ved Universitetet i Oslo (UiO).
Forskeren arbeider med nye metoder for å analyserer disse enorme data-mengdene.
Radioteleskopet er helt ordinært, men måten de bruker det påmonterte optiske instrumentet på, er unikt. Det måler frekvensen til strålingen veldig nøyaktig.
Målet på lang sikt er å lage et tredimensjonalt klart over universet ett til fire milliarder år etter Big Bang.
– Det er en helt ny måte å måle og analysere data på, forteller Ihle.
Målet er å kartlegge det tidligere universet i tre dimensjoner. For å få til dette ser forskerne etter en spesiell stråling.
– Stjerner dannes i store kalde skyer av molekyler. De stedene det oppstår stjerner, er de stedene i galaksen det er kaldt nok. Her er det også karbonmonoksid, og det er det vi observerer, forklarer Ihle.
Måler den tredje dimensjon
Galaksene sender strålingen ved bestemte bølgelengder.
– Vi vet hvilken frekvens strålingen blir sendt ut med. Etter hvert som universet utvider seg, så utvider også bølgelengden til lyset seg og frekvensen reduseres. Det er det som kalles rødforskyvning.
– Ved å se hvilken frekvens vi måler strålingen på, kan vi se hvor lang avstand det kommer fra. På den måten får vi den tredje dimensjonen, forklarer Ihle.
Når astronomer observerer galakser mange milliarder år tilbake, bruker de teleskopene som en slags tidsmaskin. Fjernt lys og stråling bruker lang tid på å nå oss, og teleskopene kan observere milliarder år gammel stråling fra galakser og stjerner.
Teleskopet i Owens Valley i California.(Foto: Roke Cepeda-Arroita)
Vil gi oss et helt unikt og helhetlig bilde
I denne tidlige perioden ble de første stjernene dannet og universet begynte å få de første galaksene. Forskerne vet mye om det aller tidligste universet fordi de kan få informasjon fra den kosmiske bakgrunnsstrålingen, som på mange måter gir oss et slags barndomsbilde av universet.
Etter dette er det en periode der mye er mer usikkert. Det er denne perioden forskerne nå vil kartlegge.
Tidligere er det bare kartlagt enkeltgalakser fra denne perioden.
Ihles prosjekt skal kartlegge strålingen fra samtlige galakser. Forskningsgruppen ved UiO er en del av CO Mapping Array Project (COMAP), et internasjonalt samarbeid innenfor et nytt forskningsfelt som kartlegger universet med kosmiske spektrallinjer.
– Tidligere instrumenter har bare sett toppen av isfjellet når de har sett på galakser fra denne perioden. Vi ser også det som ligger under. Vi håper vi kan bruke denne teknikken for å se lengre og lengre tilbake i tid, sier Kieran Cleary fra Caltech i en pressemelding.
Annonse
Han er leder av COMAP og også assisterende direktør ved Owens Valley Radio Observatory, som eier teleskopet som samler inn dataene.
COMAP-forskerne foran teleskopet i 2018.(Foto: privat)
Forskerne på vei til en første deteksjon
Så langt har forskergruppen slått fast at de får inn i dataene de hadde regnet med og at dataene oppfører seg som forventet. Men veien frem til en første måling av strålingen de leter etter er fremdeles lang.
– Vi har ikke klart å måle det vi ønsker ennå, men vi ser at vi er på riktig vei, sier Ihle og viser til at COMAP-gruppen har publisert flere vitenskapelige artikler.
– Vi klarer å filtrere og fjerne dårlige data på en god måte. Hvis vi kan holde dette gående, så vil vi kunne gjøre en klar måling av strålingen i løpet av få år. Det vil være et stort gjennombrudd for hele feltet, sier Ihle.
Teleskopet kan måle intensitet som skifter i frekvens og styrke alt etter hvilken retning det peker. Målingene, som er ulike data som viser intensitet i strålingen, skal sammenstilles og brukes på en fornuftig måte.
– Teleskopet flytter seg hele tiden samtidig som himmelen beveger seg. Feltet som vi forsøker å observere, driver igjennom det området som teleskopet peker mot. Teleskopet samler inn all dataen, så knuser vi dataen her i Oslo, forklarer Ihle.
Det betyr at forskerne har utviklet programvare som kan analyserer denne informasjonen.
Kanskje må universets historie skrives om
Ihle er svært spent på hva forskningen vil føre med seg.
– Forskningen vår kan si noe om hvordan galakser og stjerner blir til. Det er et eksperiment som forteller oss om universets historie. For oss er det et mål i seg selv å prøve å studere universet på så mange måter så mulig, slik at vi kan vite om våre grunnleggende teorier stemmer eller ikke, sier Ihle.
Moderne kosmologi bygger på den dominerende modellen Lambda-CDM. Modellen forklarer svingningene i den kosmiske bakgrunnsstrålingen og universets ekspansjon.
Annonse
– Vi kan absolutt finne noe helt nytt som ikke stemmer overens med denne modellen. Kanskje forskningen vår vil vise at vi må gå tilbake å finne på noe bedre enn Lambda-CDM, sier Ihle.
