Ett superteleskop i Arizona har kartlagt kosmos med aldrig tidigare skådad precision – och nu vacklar en av fysikens grundprinciper.

I fem år har ett teleskop på en bergstopp i öknen riktat sin blick mot stjärnhimlen nästan varje natt. Nu föreligger resultatet: den hittills mest omfattande tredimensionella kartan över universum. Den innehåller tiotals miljoner galaxer och sträcker sig mer än elva miljarder år tillbaka i tiden. Och den kan visa att en av universums viktigaste konstanter inte alls är konstant.

Ett instrument som ser djupt in i universums själ

På National Observatory på Kitt Peak i Arizona verkar Dark Energy Spectroscopic Instrument, förkortat DESI. Bakom det tekniska namnet gömmer sig ett vetenskapligt monster: 5 000 rörliga glasfibrer, var och en som ett litet robotöga som präcist vrider sig mot en galax och delar upp dess ljus.

I fem år har detta system natt efter natt skannat himlen. Det fokuserade på den nordliga delen av himlarymden och registrerade under tiden:

Positioner för mer än 47 miljoner avlägsna galaxer och kvasarer
Data om cirka 20 miljoner relativt närliggande stjärnor
Uppgifter om hastigheten med vilken dessa objekt rör sig
Spår av deras kemiska sammansättning genom ljusets spektrum

Denna dataström överträffar allt som tidigare mätningar av universum har levererat – enligt nuvarande mätstandard cirka med en faktor sex. Varje natt producerade DESI omkring 80 gigabyte rådata. Härav konstruerar forskarna en tredimensionell karta som låter oss se mer än elva miljarder år tillbaka i tiden som en äkta tidsmaskin.

DESI-kartan visar inte bara var miljoner galaxer befinner sig – den berättar hur universum har förändrats sedan sin ungdom.

Hur mörk energi styr kosmos framtid

Den egentliga orsaken till hela detta projekt bär ett nästan poetiskt namn: mörk energi. Härmed avses en hittills inte direkt påvisbar form av energi som skulle genomsyra själva rummet. Den driver enligt den gängse modellen universums expansion och ser till att galaxhopar konstant rör sig längre från varandra.

Nuvarande beräkningar visar att mörk energi utgör cirka 69 procent av universums totala energiinnehåll. Materia – alltså stjärnor, planeter, gas och till och med den gåtfulla mörka materian – spelar i jämförelse bara en biroll. Den som vill förstå hur universum slutar måste begripa denna storhet.

Länge antog fysiker att mörk energi uppför sig som ett slags kosmisk konstant: oföränderlig, fast, inbränd i varje hörn av rummet. Denna bild sitter i nästan alla standardmodeller inom kosmologi.

Tidig analys, stor förvirring

Redan medan mätningarna fortfarande pågick använde forskare de första delmängderna av DESI-data för att testa den mörka energins effekter. Preliminära resultat som diskuterades 2025 skapade enorm oro. För de antydde att den mörka energins styrka möjligen ändras över tid.

Om denna tendens håller sticker faller en av den moderna kosmologins bärande pelare. Då skulle universums expansionshastighet inte vara en snygg, jämn process, utan ett förlopp med historik: snart starkare, snart svagare, beroende på den kosmiska åldern.

Om den mörka energin verkligen ändras med tiden måste en stor del av de gängse läroböckerna i kosmologi skrivas om.

Just därför ville forskarna inte döma förhastat. Enskilda delmängder av data kan lura, statistiska fluktuationer eller mätfel spelar alltid med. Först den nu avslutade kompletta kartan ger det nödvändiga underlaget för att seriöst pröva tendensen.

Hur en galaxkarta avslöjar universums öde

Den nya kartan visar inte bara enskilda galaxpunkter utan det storskaliga mönstret av materia i universum: filament, tomrum, kluster – ett kosmiskt spindelnät. Utifrån detta mönster kan man rekonstruera hur snabbt rummet har utvidgat sig i olika epoker.

För forskningen är särskilt så kallade standardmått intressanta, till exempel karakteristiska avstånd mellan galaxhopar. De verkar som en inbyggd linjal med vilken universums utvidgningshistoria kan avläsas i efterhand.

Beroende på hur den mörka energin har verkat genom miljarder år uppstår totalt olika framtidsscenarier:

Konstant mörk energi: Expansionen accelererar lugnt vidare. Galaxer avlägsnar sig från varandra, vid någon tidpunkt blir bara vår egen Vintergata synlig.
Stigande mörk energi: Frånstötningen blir starkare och starkare. I extremfall hotar en ”Big Rip” där till slut även galaxer och atomer slits isär.
Avtagande mörk energi: Expansionen försvagas långsamt. I vissa modeller kunde den i avlägsen framtid helt stanna eller till och med vända.

Vilken av dessa varianter som verkligen väntar vårt universum avgörs i detaljerna i DESI-data. Analysen kommer förmodligen att ta år, men experter förväntar sig första tydliga uttalanden betydligt tidigare.

När en maskin arbetar alltför bra

Ursprungligen skulle DESI ”bara” mäta den mörka energins inflytande. Men instrumentets prestanda överraskade även utvecklarna. Det arbetade så snabbt och effektivt att den planerade observationen av den nordliga himlen tecknades i rekordtempo.

Konsekvensen: De ansvariga kunde starta ett extraobservationsprogram under den pågående missionen. Utöver kärnmålen samlade DESI in data om ytterligare kosmiska gåtor. Hit hör till exempel:

mörk materia som bara avslöjar sig genom sin tyngdkraft
strömmar av stjärnor som slitits loss från mindre granngalaxer
sällsynta, extremt lysande kvasarer i det tidiga universum

Informationsflödet är så stort att hela forskargenerationer kommer att ha gott om material till nya analyser. Många objekt blev helt enkelt förbisedda fram till nu – nu dyker de upp i datasetet.

Förlängning fram till 2028

Ingen tänker på pension hos DESI. Operatörerna har officiellt förlängt missionen fram till 2028. Instrumentet fortsätter sitt arbete, kartlägger nya områden av himlen och förfinar befintliga mätningar.

Varje extra observationsnatt förbättrar datans statistiska kvalitet. Mindre effekter som hittills försvann i bruset kunde plötsligt bli synliga. Detta omfattar till exempel subtila signaturer från interaktioner mellan galaxer eller spår av hittills okända partikelmodeller för mörk materia.

Vad vanliga människor kan ta med sig från denna gigantiska galaxkarta

Vid första anblicken verkar begrepp som mörk energi eller kosmologisk konstant mycket abstrakta. I kärnan handlar det dock om en enkel fråga: Hur kommer rummet, vari allt existerar, att uppföra sig på lång sikt? Öppnar det sig mer och mer, fryser det fast, kollapsar det igen vid någon tidpunkt?

Den nya DESI-kartan levererar byggstenar med vilka teorier kan testas. Man kan föreställa sig det som en medicinsk långtidsstudie: Ju fler mätpunkter över många år, desto mer precis kan diagnosen ställas.

Några grundbegrepp hjälper till bättre förståelse:

Rödförskjutning: Ljuset från avlägsna galaxer är förskjutet mot rött eftersom rummet utvidgar sig. Härav följer hur snabbt de avlägsnar sig från oss.
Spektrum: Delar man upp ljuset från en galax i dess färgkomponenter visar linjer däri vilka kemiska grundämnen som finns där.
Storskalig struktur: På mycket stora skalor fördelar sig galaxer inte jämnt utan bildar ett mönster av trådar och tomrum.

Alla dessa pusselbitar sitter i DESI-data. De tillåter jämförelser med datorsimulationer som efterliknar materians och energins beteende i universum. Stämmer simulation och mätning överens vinner en modell tyngd. Avviker de måste fysiker justera – eller tänka helt nytt.

För människor utanför forskningen verkar det ofta teoretiskt. Men just sådana projekt visar hur precis teknik och abstrakt matematik kan samarbeta för att tillfredsställa en enkel, nästan barnslig nyfikenhet: Vad är det för ett universum vi lever i – och vart styr det?