Vi lever i ett omöjligt universum: Här är astronomernas fem största gåtor

Allt borde ha utplånats i stora smällen

Vi känner alla till att universum uppstod med stora smällen. Det är dock något som inte stämmer, för i stora smällen bildades lika många partiklar och antipartiklar, men eftersom de utplånar varandra när de möts borde vi inte existera. Ändå blev det kvar materia, som sedan bildade allt i universum.

• Status:
  För att lära sig mer om antipartiklarna undersöker fysikerna på LHC, världens största acceleratorprojekt, sönderfall av kortlivade B-mesoner, som består av en kvark och en antikvark. Deras studier tyder på att antipartiklarna går sönder lättare än partiklarna, vilket kan ha skapat överskottet av materia efter stora smällen. Detektorn LHCb, som har byggts i just detta syfte har nyligen uppgraderats för att det ska gå att hitta svaret.

• Det stora perspektivet:
  Om materia verkligen är något mer stabil än antimateria skulle det inte bara lösa gåtan om alltings existens. En sådan skillnad skulle också slå hål på vår tids atomteori, som förutsäger att materia och antimateria är exakt likadana, bortsett från att de har motsatt elektrisk laddning. Det skulle kunna bana väg för utveckling av en kvantmekanisk teori om allt.

Endast fem procent av universum är synligt

När vi blickar ut i universum kan vi se miljardtals planeter, stjärnor och galaxer, men faktum är att de bara utgör en bråkdel av universums totala massa. Resten är mörk materia och mörk energi, som astronomer fortfarande inte kan förklara.

• Status:
  Detektorer med flytande xenon avslöjar mörka partiklar när de kolliderar med en xenonkärna och får den att röra sig och avge ljus. Tre nya detektorer i Europa, USA och Kina har just inlett jakten på de mörka krafterna. Därutöver ska rymdteleskop som James Webb och dess efterföljare Roman mäta hastigheten av universums expansion sedan stora smällen, detta för att forskarna ska kunna lära sig mer om hur den mörka energin fungerar.

• Det stora perspektivet:
  Om fysikerna och astronomerna kan lösa gåtorna om universums mörka sida har de tagit ännu ett steg på vägen mot att kunna utveckla en teori som beskriver allt i naturen, från atomernas minsta byggstenar till naturkrafterna som håller ihop universum.

Gigantiska kvasarer uppstod alltför tidigt

Kvasarer är själva hjärtat i universums ljusstarkaste galaxer. Ljuset avges av dels gaser som kretsar runt ett supertungt svart hål, dels partikelströmmar som skjuter ut genom galaxen. Men när de första kvasarerna uppstod, 690 miljoner år efter stora smällen, var de supertunga svarta hålen enligt teorin långt ifrån stora nog att tända kvasarernas starka ljus.

• Status:
  Den dominerande förklaringen är att ett antal jättestjärnor exploderade och blev till mindre svarta hål, som därefter samlades till ett gigantiskt, supertungt svart hål. Processen är dock för långsam för att ett supertungt svart hål ska ha kunnat uppstå så snart efter stora smällen. En alternativ förklaring är att enorma gasmoln kollapsade till svarta hål på en miljon solmassor, som snabbt smälte samman till enorma supertunga svarta hål. Rymdteleskopet James Webb, som kan se tillbaka till de första supertunga svarta hålens ursprung, kommer kanske att kunna lösa gåtan.

• Det stora perspektivet:
  Om astronomerna kan bevisa den alternativa teorin kan de slutligen förklara hur de första galaxerna uppstod i det unga universum.

Långvarig supernova förbluffar forskarna

Jättestjärnor kan explodera som supernovor och lämna efter sig en neutronstjärna eller ett svart hål. Detta fenomen är relativt kortvarigt. Men nu har astronomerna upptäckt en handfull mystiska supernovor som ögonblickligen avger upp till 10 000 gånger mer ljus än normalt och sedan fortsätter att avge röntgenstrålning långt efter explosionen.

• Status:
  Den första jätteexplosionen, den så kallade Kon, upptäcktes år 2018. Medan det tar flera veckor för en normal supernova att öka ljusstyrkan, avgav Kon sitt extrema ljus ögonblickligen. Därefter ökade röntgenstrålningen under 60 dagar i stället för att avta som normalt. Forskarna har nu upptäckt fem extrema supernovor av detta slag, som följs med olika teleskop runtom i världen i ett försök att avslöja den bakomliggande processen.

• Det stora perspektivet:
  Supernovor spelar en central roll i galaxerna, eftersom tunga grundämnen som järn och nickel bildas i explosionerna och byggs in i exempelvis stenplaneter som jorden. Det är viktigt att förstå hur supernovor fungerar, eftersom de avgör var någonstans i universum liv kan uppstå.

Den 12 april 1950 lyste nio prickar upp himlen, och de har varken observerats förr eller senare. Forskarna, som har uteslutit alla kända tekniska och astronomiska förklaringar, kan inte förklara det som hände. Befann sig utomjordingar nära jorden den dagen?

• Status:
  Prickarna kan inte ha berott på satelliter, eftersom Sputnik, den första sonden, sändes upp först sju år senare. Även banala förklaringar som salivdroppar på den fotografiska plåten har uteslutits. Det rör sig inte heller om asteroider eller ljus från röda dvärgstjärnor. Forskarna gör nu en sista kontroll för att leta efter eventuella tekniska fel. Om sådana helt kan avvisas börjar jakten på rymdvarelser på allvar.

• Det stora perspektivet:
  I 70 år har forskarna förgäves lyssnat efter radiosignaler från avancerade civilisationer, så de behöver nya metoder. En sådan skulle kunna vara att registrera ljus som plötsligt kommer och försvinner. Sådant ljus skulle kunna bero på reflexioner av solljus från stora rymdskepp eller rymdvarelsers kommunikation med laser.