Nr 104 2017

Salacia fotad från Mount Beddinge!

Objekten där ute i den transneptuniska sfären fascinerar många av oss, mycket tack den färgstarke amerikanske dvärgplanetjägaren Mike E Brown, astronomen som tog livet av Pluto som planet och som med sin kolleger varit med om att ge oss en helt ny zoologisk trädgård av himlakroppar (TNO som i trans-Neptunian objects, SDO som i Scattered disc objects). Även jakten på Planet Nine är Mike Browns initiativ.

Några av objekten därute har kvalificerat sig till dvärgplaneter, och dit tror vi ju att det som Browns doktorand Meg Schwamb  upptäckte för tio år sen och som nu är "vår" miniplanet hör dit, den som nu tronar som konstverk ute på Tycho Brahe-observatoriet.

Fantastiskt kul är att vår ASTB-medlem Håkan Barregård från "Mount Beddinge" jagat fram 120347 Salacia, en så kallad Cubewano  med en bana ligger strax bortom Pluto och lutar 24 grader (tillhör därmed också gruppen SDO). Den upptäcktes 2004 och två år senare hittade Hubbleteleskopet en satellit som är döpt till Actaea.

– Salacia har en diameter på ca 850km – mot Plutos 2329km – men då dess yta reflekterar mycket lite ljus så får den en magnitud på bara 20.5, den har det lägsta albedo av de stora TNO-objekten.

På bilden (klicka upp den till storformat!) är den nästan dränkt i brus men syns svagt under den röda pilen.

Håkan om sin andra bild:
– Här kan ni se dess förflyttning på ett dygn. Det var mycket disigt när jag tog bilderna och kombinerat med att den har en rödaktig färg så blir magnitudmätningen fel då jag inte använt något V-filter.

Mount Beddinge har kraftigt graderats upp. Håkan berätta att han har gjort försök på 2007OR10 (som också är en TNO/SDO, endast Ceres, Pluto, Haumea, MakeMake och Eris är erkända som dwarf planets av IAU). Dess låga position över horisonten kombinerat med mycket fukt gör att Håkan inte kommit djupt nog (M21.5).

– Nu börjar det bli lite sent på året, den är bara uppe någon timme efter solnedgången. Vi får se nästa höst om jag kan pressa fram någon bild på den.

– Lite orättvist att alla som bor närmre ekvatorn får så mycket lättare att plåta planeter då ekliptikan ligger så mycket högre. Det blir för mycket atmosfär att tränga igenom när 2007or10 bara ligger 22 grader över horisonten som mest.

Foto: Håkan Barregård

Hur många dvärggalaxer snurrar runt Vintergatan?

Ett tag kände vi till runt dussinet satellitgalaxer till Vintergatan. De har sakta men säkert ökat i antal tack vare ett par sökprogram, som tillsammans täcker halva himlavalvet,och en ny beräkning visar att det kanske finns både 100 och 150 smågalaxer knutna till bjässen Vintergatan. Det enda som återstår är de observationella bevisen.

Läsextra:

100 år sedan världsalltet började röra på sig

För några dagar publicerade vår prof em i teoretisk fysik i Lund Bengt E Y Svensson nedanstående understreckare med ovanstående rubrik i Svenska Dagbladet.

Med Bengt E Y Svenssons och Svenska Dagbladets tillstånd återges här understreckaren:

Albert Einstein lär ha kallat den sin största blunder, men sedan 1990-talet har hans ”kosmologiska term” behövt återinföras för att förklara observationerna av universums ­utvidgning. I en artikel från 1917 var Einstein den ­första som före­ställde sig möjligheten av ett icke-statiskt kosmos.

Det finns en hel del att minnas av det som skedde för 100 år sedan. Till några av 1917 års stora som små händelser hör orolig­heterna i Ryssland följda av regelrätt ­revolution, Finlands självständighets­förklaring, hungeroroligheterna i vårt land, lanserandet av termen ”hembiträde” som ersättning för ”tjänsteflicka” eller ”jungfru”, och införandet av körkort för motorfordon. 

Inom vetenskapen hör till det minnesvärda att Einstein, trots pågående världskrig med alla dess umbäranden, då hade en av sina mest produktiva perioder. År 1915 blev han således helt klar med sin nya teori för gravitationen, den allmänna relativitetsteorin. Knappt två år senare lade han fram sin grundläggande teori för stimulerad ljus­utsändning – det som några decennier senare skulle bli den teoretiska grunden för utvecklingen inom modern laserteknik. 

Samma år, 1917, publicerade Einstein också en i mångas tycke ännu mera revolutionerande artikel, den om ”kosmologiska överläggningar kring allmän relativitetsteori”. Han grundade därmed ett helt nytt forskningsfält; det är nämligen inte fel att betrakta detta verk som den första artikeln över huvud taget inom det som idag är ett blomstrande grundvetenskapligt forskningsfält, naturvetenskaplig kosmologi.

Einstein 1915. Bildkälla: IBL

Vi får göra en djupdykning i historien för att riktigt ­förstå varför den artikeln var så omvälvande. Kosmologi handlar ju om hur vi uppfattar världsalltet, vad det består av, hur universum hittills har utvecklats – om det nu har utvecklats alls – och vilket öde det kan gå till mötes framöver.

Naturligtvis har kosmologi i vid mening alltid varit en viktig del i hur vi människor förstår vår omvärld. Varje kultur och varje trosinriktning har en föreställning om hur universum ska betraktas och hur det har kommit till. Mycket tidigt hade sumerer, babylonier och egyptier sina uppfattningar. Bibelns skapelseberättelse beskriver hur Gud i en creatio ex nihilo – skapelse ur intet – utformade världen på sju dagar, något som de bokstavstroende kristna fortfarande tar som en sanning. 

Ett viktigt steg kring hur vi uppfattar världsalltet togs av de grekiska naturfilosoferna. Det var för dem inte längre fråga om kosmologi som en del i en mytisk eller religiös världsuppfattning. Det var snarare försök att på förnuftsmässiga grunder, och med tillgängliga astronomiska observationer som en viktig ingrediens, formulera en ­beskrivning av världsalltet. Det rådde stor oenighet om detaljerna i en sådan beskrivning. Gemensamt var ändå uppfattningen att världsalltet inskränkte sig till vårt planetsystem med de ”fixa” stjärnorna på ”himmelssfären” mycket långt bort.

Den kosmologiska föreställning som kom att dominera också under hela medeltiden var den uppfattning som Aristoteles företrädde. Han ansåg att universum var evigt; någon tanke på en skapelse fanns inte hos honom. Hans kosmologi utgick från jorden i världens centrum med ­solen och planeterna på koncentriska sfärer runt detta centrum – det behövdes drygt 50 sådana sfärer för att få någotsånär överensstämmelse med de astronomiska ­observationerna av planeternas rörelse – och med fixstjärnorna på den yttersta sfären. 

Ptolemaios som han uppfattades på medeltiden. Bildkälla: Wikipedia

Den aristoteliska uppfattningen fick sin fulländning ­genom Ptolemaios i Alexandria under andra seklet in i vår tideräkning. Ptolemaios föreställde sig att solen och planeterna rör sig i komplicerade cirkelbanor med jorden i centrum. Hans planetmodell kom att stå sig som ett ­allmänt accepterat astronomiskt prognosverktyg i över tusen år.

Den aristotelisk-ptolemaiska världsuppfattningen höll sig alltså medeltiden ut, ända till 1543 då Kopernikus ­offentliggjorde sin solcentrerade planetmodell. Denna skulle dock inte på allvar accepteras förrän Galilei och Kepler i början av 1600-talet kunde förse den med ytterligare stöd. Kronan på verket i denna utveckling stod Newton för när han 1687 i sin ”Principia”, och med hjälp av sina lagar om rörelse och om tyngdkraften, kunde ge fysikaliska argument för varför planeterna rör sig som de gör.

Från Kopernikus till Newton förändrades också synen på vad som utgör universum. Världsalltet var inte längre enbart vårt planetsystem begränsat av en fixstjärne­himmel. Det blev oändligt, med massor av utströdda stjärnor, men ändå med vårt planetsystem i centrum. Dessutom: medan man tidigare ansåg att skeendena i kosmos följde särskilda lagar började man nu inse att samma naturlagar kunde tillämpas överallt, på jorden som ute i kosmos.

En svaghet kvarstod dock innan kosmologi på allvar kunde gör anspråk på att vara en vetenskap värd namnet: någon övergripande föreställning fanns ännu inte kring vilka lagar som styr universum som helhet. Den newtonska fysiken kunde över huvud taget inte användas för ­kosmos som en totalitet. Världsalltet fick fortfarande uppfattas som en på något sätt given ”behållare” inom vilket de fysikaliska processerna ägde rum.

Rymden kröker sig  i Einsteins universum. Ill: http://www.outerspacecentral.com

Det är här Einstein kommer in i bilden. Två år tidigare hade han formulerat sin nya teori för gravitationen, den allmänna relativitetsteorin. Einstein förlitade sig där på en helt annan föreställning än vad Newton gjort. Denne såg ju gravitationen som en (tyngd-)kraft som påverkar hur föremål rör sig. Rymden själv var enlig Newton fullständigt opåverkbar, en ”absolut” rymd. Einstein inför i stället ett geometriskt betraktelse­sätt där tunga föremål påverkar rymdens mönster: rymden ”kröks” till exempel i närheten av en stjärna, och denna krökning bestämmer i sin tur hur föremål, typ planeter, rör sig. Framför allt blir rymden inte längre opåverkbar utan enligt Einstein dynamisk och möjlig att påverka.

Med dessa allmänrelativistiska förställningar som bakgrund gav sig Einstein i sina kosmologiska överväganden nu i kast med att betrakta världsalltet i sin helhet som ett objekt med egenskaper som bestäms av de massor som det innehåller. Det geometriska betraktelsesättet lämpade sig alldeles utmärkt för att sådan beskrivning. De begränsningar som funnits i den newtonska fysiken fanns inte längre. 

Sedan väl Einstein bestämt sig för att på denna grund försöka förstå hela världsalltet stötte han dock på problem. Den gängse uppfattningen bland astronomerna var ännu vid denna tid att universum funnits till för evigt, att det inte skett eller sker någon kosmologisk utveckling: världsalltet var statiskt. Den allmänna relativitetsteorin, som den ursprungliga var formulerad, kunde emellertid inte återge ett sådant statiskt universum. För att få teorin att stämma med den vedertagna uppfattningen såg sig Einstein därför nödsakad att rucka på teorin genom att införa en tilläggsterm i ekvationerna, det som kommit att kallas den ”kosmologiska termen”, innehållande den ”kosmologiska konstanten”. Nöjd med sitt värv skickar Einstein in sin artikel för publicering. Han har i alla fall lyckats med det ingen annan klarat av tidigare, att i fysikaliska termer beskriva världsalltet i dess helhet. 

Andra forskare skulle snart komma fram till att det minsann fanns kosmologiska lösningar till den allmänna relativitetsteorins ekvationer utan den kosmologiska ­termen. Dessa lösningar svarar dock mot ett universum i utveckling, i själva verket ett universum som antingen utvidgar sig eller drar sig samman. Senare skulle också observationer, utförda bland annat av den amerikanske astronomen Edwin Hubble, med allt större säkerhet visa att världsalltet verkligen uppför sig på det sättet; universum är i utveckling, det utvidgas. 

Bildkälla: NASA

Hade Einstein bara vågat lita på sina ursprungliga ekvationer hade han alltså kunnat förutsäga möjligheten av ett universum i utveckling redan innan det fanns observationella belägg härför. I stället fick han vidkännas att andra kunde ta åt sig äran av att ha förutsett detta, främst den ryske fysikern och meteorologen(!) Alexander Friedmann och den belgiske fysikern och katolske prästen(!) George Lemaître. Nu fick Einstein lite snopet erkänna att han aldrig hade behövt införa den kosmologiska termen; en obekräftad skröna berättar att han ansåg detta vara ”den största blundern i sitt liv”. Att man mycket senare, i slutet av 1990-talet, blev tvungen att återinföra den kosmologiska termen och igen ta den i beaktande i ekvationerna för att förklara nya observationer kring universums utvidgning måste ändå tolkas som ett postumt erkännande av den einsteinska ”blundern”. 

Den vetenskapliga kosmologins utveckling efter Einsteins epokgörande artikel kan delas upp i två skeenden. Det första sträckte sig fram till mitten av 60-talet. Kosmologi förblev under detta halvsekel i huvudsak ett teoretiskt-spekulativt forskningsfält: det fanns helt enkelt för få astronomiska observationer att förlita sig på. Den ryske fysikern Lev Landau kännetecknade ironiskt läget med att ”kosmologerna har sällan rätt men de tvivlar aldrig”. 

Det andra skedet tog fart med den observationella upptäckten 1965 av den kosmiska bakgrundsstrålningen. Den tolkas som ett återsken från ett mycket tidigt universum och som ett starkt belägg för världsalltet utveckling från ”stora smällen” för nästan 14 miljarder år sedan till idag. Under de senaste decennierna har makalösa tekniska framsteg medfört tidigare oanade observationsmöjligheter, vilka lett till att det nu finns en uppsjö astronomiska iakttagelser att grunda de teoretiska övervägandena på. Allt bekräftar teorin om den stora smällen och ett expanderande universum med en kosmologisk konstant och som innehåller såväl vanlig som så kallad mörk materia. 

Under dessa 100 år har hela tiden grunden för kosmo­login varit den av Einstein införda idén att man faktiskt, med hjälp av den allmänna relativitetsteorin och dess ­dynamiska rumsuppfattning, kan behandla universum i sin helhet som ett fysikaliskt objekt. Einstein ler säkert i sin himmel åt vad han satte igång.