Roman er sendt mod et univers, der vokser

Et nyt rumteleskop skal undersøge den mørke energi

NASA har sendt Nancy Grace Roman-rumteleskopet ud i rummet. Det skal undersøge, hvorfor universets udvidelse accelererer, og bærer navnet på kvinden, der gjorde rumteleskoper til en central del af den moderne astronomi.

t nyt øje er åbnet mod universet

Den 30. august 2026 blev Nancy Grace Roman-rumteleskopet sendt ud i rummet. Efter års udvikling, test og forberedelse begyndte rejsen for et observatorium, der skal undersøge nogle af astronomiens største uløste gåder. Hvorfor accelererer universets udvidelse? Hvad består det mørke stof af? Hvilken kraft ligger bag den mørke energi, som synes at præge størstedelen af universets udvikling? Roman kan ikke på forhånd love svarene, men teleskopet kan levere de observationer, som afgør, hvilke forklaringer der holder.

Opsendelsen er også en anledning til at løfte blikket fra den nære hverdag og spørge, hvad det egentlig er for et univers, vi lever i. Rummet omkring os står ikke stille. Galakserne bevæger sig, stjerner fødes og dør, og selve rummet mellem fjerne galakser bliver større. Universet udvider sig, og gennem de seneste milliarder år er udvidelsen begyndt at accelerere. Det nye teleskop er bygget til at undersøge denne historie over enorme afstande og gennem en stor del af den kosmiske tid.

Roman slutter sig til James Webb-rumteleskopet og det europæiske Euclid. De tre instrumenter ser forskellige sider af det samme univers. Webb undersøger de første stjerner og galakser. Euclid kortlægger universets store struktur. Roman skal fotografere meget store områder af himlen og følge supernovaer, galakser og tyngdekraftens virkninger. Sammen kan de føre menneskets blik tættere på begyndelsen, selv om begyndelsens dybeste mysterium ligger uden for teleskopernes rækkevidde.

Kvinden bag navnet

Nancy Grace Roman blev født i 1925 og voksede op med en stærk interesse for stjernerne. Allerede som barn dannede hun en astronomiklub med sine kammerater. Senere uddannede hun sig til astronom på et tidspunkt, hvor kvinder havde vanskeligt ved at opnå faste stillinger og forskningsmidler inden for naturvidenskaben. Hun studerede stjerners opbygning og bevægelser og udviklede sig til en anerkendt forsker, men oplevede samtidig de begrænsninger, som mange kvindelige forskere blev mødt med.

I 1959 kom hun til NASA og blev organisationens første chef for astronomi. Her fik hun afgørende betydning for udviklingen af astronomiske observationer fra rummet. Jordens atmosfære beskytter livet, men den forvrænger og tilbageholder også dele af det lys, som kommer fra universet. Ved at placere teleskoper over atmosfæren kunne astronomerne se skarpere og registrere stråling, der ellers ikke når jordoverfladen.

Nancy Grace Roman arbejdede målrettet for, at NASA skulle udvikle et stort rumteleskop, som kunne bruges af astronomer fra mange forskningsmiljøer. Dette arbejde var med til at bane vejen for Hubble-rumteleskopet, og hun blev siden kendt som »Hubbles mor«. Hun byggede ikke selv teleskopet og nåede heller ikke at se det nye Roman-teleskop færdigt. Hendes betydning lå i evnen til at samle forskere, skabe politisk forståelse og gøre en ambitiøs idé til et fælles videnskabeligt projekt. Hun døde i 2018, 93 år gammel.

NASA gav i 2020 det nye rumteleskop hendes navn. Det var første gang, et af organisationens store astronomiske observatorier blev opkaldt efter en kvinde. Navnet forbinder nutidens udforskning med en forsker, der kæmpede for selve tanken om at bringe menneskets blik ud over atmosfæren.

Roman skal se både bredt og dybt

Roman har et spejl på omtrent samme størrelse som Hubble-teleskopets, men det kan fotografere et langt større område af himlen ad gangen. Hubble har gennem mere end tre årtier leveret skarpe billeder af forholdsvis små udsnit. Roman kan samle tusindvis af sådanne udsnit til store kort. Det giver astronomerne mulighed for at undersøge millioner af galakser og finde fænomener, som er for sjældne til at dukke op i små synsfelter.

Teleskopet skal blandt andet lede efter supernovaer. Bestemte supernovaer har en kendt lysstyrke og kan derfor bruges som kosmiske afstandsmål. Ved at sammenligne, hvor stærkt de lyser, hvor langt deres lys er forskudt mod rødt, og hvor fjerne deres værtsgalakser er, kan astronomerne følge universets udvidelse gennem tiden. Metoden var central, da forskere i slutningen af 1990’erne opdagede, at udvidelsen accelererer.

Roman skal også undersøge, hvordan galakser fordeler sig, og hvordan deres billeder forvrænges af tyngdekraften fra stof mellem dem og Jorden. Meget af dette stof kan ikke ses direkte. Det afslører sig gennem sin tyngdekraft og kaldes mørkt stof. Teleskopets store kort kan vise, hvordan det mørke stof er fordelt, og hvordan det har påvirket galaksernes dannelse.

Missionen omfatter desuden en stor eftersøgning efter planeter omkring andre stjerner. Roman skal bruge en virkning, der kaldes gravitationel mikrolinsning, hvor tyngdekraften fra en stjerne og dens planeter kortvarigt forstærker lyset fra en fjernere stjerne. På den måde kan teleskopet opdage planeter, som andre metoder har svært ved at finde. Roman retter således både blikket mod universets største strukturer og mod fjerne verdener i vores egen galakse.

Big Bang var ingen eksplosion i et tomt rum

Universets udvidelse bliver let forestillet som en eksplosion. Et lille punkt sprænges, og stof slynges ud i et allerede eksisterende tomrum. Big Bang-teorien beskriver noget andet. Der fandtes ikke et tomt verdensrum, som universet kunne brede sig ud i. Selve rummet udvidede sig, og udvidelsen fandt sted overalt. Big Bang havde derfor intet centrum, som kan udpeges på himlen. Enhver del af det nuværende univers befinder sig i en vis forstand dér, hvor begyndelsen fandt sted.

Om den allerførste brøkdel af et sekund ved fysikerne meget lidt. De kendte naturlove kan ikke uden videre føres helt tilbage til begyndelsen. Ifølge den førende teori gennemgik universet tidligt en kort periode med inflation, hvor rummet udvidede sig i et ufatteligt tempo. Afstanden mellem fjerne områder kunne vokse hurtigere, end lyset bevæger sig. Det strider ikke mod relativitetsteorien, fordi lysets fart sætter grænsen for bevægelse gennem rummet. Under inflationen var det selve rummet, der voksede.

Universet var derefter brændende varmt og tæt. I løbet af de første minutter blev de letteste atomkerner dannet. Omkring 380.000 år senere var temperaturen faldet så meget, at elektroner kunne bindes til atomkerner, og lyset fik fri passage. En svag rest af dette første lys kan stadig måles som den kosmiske baggrundsstråling. De første stjerner blev sandsynligvis tændt efter 100 til 200 millioner år. Galakser voksede frem, stjerner blev født og døde, og i deres indre blev de grundstoffer skabt, som senere indgik i planeter, levende organismer og mennesker.

Hvor hurtigt vokser rummet?

Universets udvidelse har ingen enkelt hastighed som en bil eller et tog. Den beskrives gennem forholdet mellem afstand og hastighed. Jo længere en fjern galakse befinder sig fra os, desto hurtigere øges afstanden som følge af rummets udvidelse. Den nuværende udvidelsesrate angives ofte til omkring 70 kilometer i sekundet for hver megaparsec, svarende til omtrent 3,26 millioner lysår. Ved hundrede gange større afstand bliver hastigheden omtrent hundrede gange så høj.

På de allerstørste afstande kan rummet mellem os og en galakse vokse så hurtigt, at afstanden øges med mere end lysets hastighed. Galaksen bevæger sig ikke gennem rummet med denne fart. Det er mængden af rum mellem os og galaksen, der bliver større. Noget lys fra meget fjerne områder vil derfor aldrig nå frem til os. Der findes en kosmisk horisont, og bag den ligger dele af virkeligheden, som intet teleskop nogensinde kan se.

Udvidelsen mærkes ikke på Jorden eller i Solsystemet. Tyngdekraften holder galakser, stjerner og planeter sammen, mens andre kræfter holder almindelige genstande sammen. Den kosmiske udvidelse viser sig først over de enorme afstande mellem galakser og galaksehobe.

Forskerne er heller ikke enige om den præcise udvidelsesrate. Målinger af den kosmiske baggrundsstråling peger mod omkring 67 kilometer i sekundet pr. megaparsec, mens målinger af bestemte stjerner og supernovaer i det nærmere univers ofte giver omkring 73. Forskellen kaldes Hubble-spændingen. Den kan skyldes vanskeligheder ved målingerne eller være et tegn på, at vores beskrivelse af universet mangler noget væsentligt. Roman får en vigtig rolle i forsøget på at afgøre det.

Webb ser begyndelsen – Euclid tegner kortet

James Webb-rumteleskopet blev sendt op i december 2021. Dets store spejl og følsomhed over for infrarødt lys gør det muligt at registrere lys, som har rejst gennem universet i mere end 13 milliarder år. Undervejs er lyset blevet strakt af rummets udvidelse og forskudt mod den infrarøde del af spektret. Webb kan derfor se galakser fra en tid, hvor universet kun var nogle få hundrede millioner år gammelt.

Flere af de tidlige galakser viser sig at være lysere, større eller mere udviklede, end mange modeller havde forudsagt. Det betyder ikke, at Big Bang-teorien er faldet sammen. Observationerne tyder på, at stjerner og galakser kan være dannet hurtigere og under andre forhold, end astronomerne hidtil har regnet med. Webb giver os ikke et fotografi af selve Big Bang. Det viser de første kapitler, hvor mørket blev brudt af stjerner, og galakserne begyndte at samle sig.

Euclid blev opsendt af Den Europæiske Rumorganisation i juli 2023 og har en anden opgave. Hvor Webb ser dybt i udvalgte områder, skal Euclid skabe et tredimensionalt kort over universet. Missionen skal gennem seks år observere omkring halvanden milliard galakser og følge den kosmiske struktur gennem omtrent ti milliarder års historie.

Galakserne danner tråde, hobe og enorme næsten tomme områder i det kosmiske net. Euclid undersøger både galaksernes placering og de små forvrængninger i deres billeder, som opstår, når lyset bøjes af tyngdekraften fra stof på vejen mod os. På denne måde kan astronomerne kortlægge mørkt stof, der ikke selv udsender lys.

De tre rumteleskoper har hver sin styrke. Webb ser dybt ind i universets barndom. Euclid kortlægger den store kosmiske struktur. Roman skal se både bredt og dybt og følge supernovaer, galakser og tyngdekraftens virkninger. Webb ser de tidlige kapitler, Euclid tegner historiens store kort, og Roman skal måle, hvordan udviklingen forløb.

Et fjerde observatorium står på Jorden

Vera C. Rubin-observatoriet i Chile hører også med i fortællingen, selv om det står på Jorden. Observatoriet er opkaldt efter astronomen Vera Rubin, hvis studier af galaksers rotation blev afgørende for erkendelsen af mørkt stof. Dets enorme kamera skal fotografere store dele af himlen over den sydlige halvkugle igen og igen. Resultatet bliver en løbende registrering af en himmel, som hele tiden forandrer sig.

Rubin-observatoriet vil opdage supernovaer, asteroider og andre kortvarige fænomener i en hidtil uset mængde. Det skal samtidig kortlægge galakser og undersøge sporene efter mørkt stof og mørk energi. Gennem ti år vender observatoriet tilbage til de samme dele af himlen. Astronomerne får både et kort over universet og en registrering af dets bevægelse.

Kirken ser med

Den katolske Kirke har sit eget astronomiske forskningsmiljø. Vatikanets observatorium, Specola Vaticana, blev formelt oprettet af pave Leo XIII i 1891, mens Kirkens arbejde med astronomi og tidsberegning rækker længere tilbage. Hovedsædet ligger ved Castel Gandolfo uden for Rom, og observatoriets forskere arbejder også i Arizona. Det vatikanstyrede teleskop VATT står på Mount Graham under en af verdens klare astronomiske himle.

Observatoriets astronomer undersøger blandt andet stjerner, galakser, meteoritter og universets opbygning. De publicerer deres resultater i det almindelige videnskabelige miljø og arbejder efter de samme faglige krav som deres kolleger ved andre observatorier. Vatikanets observatorium er et konkret forskningssted, hvor præster, ordensfolk og lægfolk bruger teleskoper, laboratorier og matematik til at lære skaberværket bedre at kende.

Sagen mod Galileo hører med i historien og skal fortælles ærligt. Den viser, hvor galt det kan gå, når kirkelig magt, bibelfortolkning, personlige stridigheder og foreløbig videnskabelig viden vikles ind i hinanden. Kirkens astronomiske arbejde i dag viser, at troen ikke behøver frygte en bedre forståelse af himlen.

Bibelen er ingen lærebog i astronomi

Den viden, som Roman og de andre observatorier giver os, står ikke i konflikt med Bibelen. Første Mosebog blev ikke skrevet som en lærebog i astronomi, fysik eller geologi. Skabelsesberetningen bruger et religiøst og poetisk sprog til at fortælle, at verden har sit ophav i Gud, at skaberværket er godt, og at mennesket har både værdighed og ansvar. Den redegør ikke for kosmisk inflation, atomernes dannelse eller galaksernes rødforskydning.

Naturvidenskaben undersøger, hvordan universet har udviklet sig fra en tidlig varm og tæt tilstand. Den måler lysets bølgelængder, beregner galaksers afstande og prøver teorier mod observationer. Dens metoder kan ikke afgøre, hvorfor der findes noget frem for intet, hvorfor naturlovene eksisterer, eller hvorfor universet lader sig forstå gennem matematik og menneskelig fornuft. Det er filosofiske og teologiske anliggender, selv om de vækkes af naturvidenskabens resultater.

Big Bang kan heller ikke uden videre identificeres med Guds skabelsesakt. Skabelsen betyder i den kristne tro mere end et første fysisk øjeblik. Alt, hvad der findes, modtager sin eksistens fra Gud i hvert øjeblik. Et univers uden en tidslig begyndelse ville stadig være skabt i denne betydning, ligesom et univers med en begyndelse ikke i sig selv beviser Guds eksistens.

Den belgiske præst og fysiker Georges Lemaître var en af ophavsmændene til teorien om det ekspanderende univers. Han advarede mod at gøre kosmologien til et hurtigt gudsbevis. Gud er ikke en forklaring, der anbringes dér, hvor forskerne endnu mangler svar. I den katolske tro er Gud grunden til, at universet, naturlovene og den menneskelige fornuft overhovedet findes.

Et større univers og en større undren

Opsendelsen af Roman er et nyt kapitel i en meget gammel menneskelig bevægelse: Vi løfter blikket og forsøger at forstå himlen. Forskellen er, at blikket nu bæres af et rumteleskop, der kan se millioner af galakser og følge sporene efter kræfter, vi endnu kun kender gennem deres virkninger. Teleskopet bærer navnet på en kvinde, som brugte sit liv på at gøre dette blik muligt.

Hvert nyt teleskop gør det kendte univers større og mennesket fysisk mindre. Jorden er en lille planet omkring en almindelig stjerne i en galakse blandt utallige andre galakser. Alligevel sidder mennesker på denne lille planet og bygger instrumenter, der kan opfange lys fra universets første tid. Atomerne i menneskets krop blev dannet i stjerner, og den menneskelige bevidsthed kan undersøge de processer, som skabte disse atomer. Det er vanskeligt at betragte uden undren.

Salmernes Bog kendte ikke til galakser, mørk energi eller et univers på omkring 13,8 milliarder år. Alligevel rammer dens ord stadig menneskets erfaring foran stjernehimlen: »Når jeg ser din himmel, dine fingres værk, månen og stjernerne, som du satte der, hvad er da et menneske, at du husker på det?« Den moderne astronomi har gjort afstanden større, men den gamle undren er den samme.

Roman kan sammen med Webb, Euclid og Rubin bringe os tættere på universets første lys og følge dets udvikling gennem milliarder af år. Teleskoperne kan vise, hvor hurtigt galakserne voksede, hvordan usynligt stof samler dem, og hvordan rummets udvidelse har ændret sig. De kan ikke fortælle, hvorfor virkeligheden overhovedet findes, eller hvorfor et menneske længes efter at forstå den. Her er teleskopet og Bibelen ikke rivaler. Teleskopet viser os stadig mere af det skabte. Bibelen fortæller, at det skabte har sit ophav i Gud og ikke udgør hele virkeligheden.

-karn