Fysikk

Fysikk. Forskning i elementærpartikkelfysikk er av fundamental karakter, og spesielt ved CERN har det blitt gjort store oppdagelser innen fundamental partikkelfysikk. Bildet viser den første superledende magneten som blir plassert i akseleratortunnelen til The Large Hadron Collider, LHC, der protoner kolliderer med hverandre med ekstremt høye energier. Bildet er hentet fra papirleksikonet Store norske leksikon, utgitt 2005-2007.

Av /KF-arkiv ※.
Fysikk

Et av Otto von Guerickes forsøk med atmosfærisk trykk. Ved at man setter en sylinder i forbindelse med en hul, lufttom kule, trekkes et stempel ned av lufttrykket med stor kraft.

Av /NTB Scanpix ※.
Fysikk

Niels Bohr ved en av de tidlige syklotroner, fra 1930-årene.

Av /NTB Scanpix ※.

Arkimedes oppdager loven om oppdrift i væsker. Tresnitt fra 1500-tallet.

.
Lisens: fri

Speilteleskop, oppfunnet av Isaac Newton. Etter gammelt xylografi.

.
Lisens: fri

Hans Christian Ørsteds oppdagelse av elektrisitetens magnetiske virkning førte til utviklingen av flere elektriske apparater. Her en tidlig type morsenøkkel og mottaker.

.
Lisens: fri

Fysikk er en vitenskap som tar for seg hvordan universet er bygd opp og fungerer, på sitt mest grunnleggende. Fysikk beskriver hvordan prosesser i naturen drives av krefter som virker og av energi som overføres eller endrer form.

Faktaboks

Uttale
fysˈikk
Etymologi
av gresk fysis, 'natur'

Faget fysikk er i stadig utvikling, og det skapes hele tiden ny kunnskap gjennom forskning. Noen sentrale områder innen fysikk er mekanikk, termodynamikk, elektromagnetisme, kvantefysikk, kjernefysikk, elementærpartikkelfysikk og relativitetsteori.

Innen fysikken blir det utviklet vitenskapelige modeller og teorier for å beskrive prosesser og sammenhenger. Modellene som brukes i fysikk er ofte matematiske, og de skal beskrive naturen så enkelt som mulig og slik at de gjelder for et størst mulig område.

Fysikere jobber i en rekke ulike yrker og fagfelt, og fysikk brukes i mange områder i samfunnet. Noen eksempler er konstruksjon av veier og broer, diagnostisering og behandling av sykdom, utvikling og implementering av elektronikk, og i all energiproduksjon.

Avgrensning av faget

Fysikk grenser til en rekke fagområder, som kjemi, astronomi, geologi, biologi og meteorologi. Ofte ser man på fysikken som et fundament som disse fagområdene bygger på. For eksempel kan kjemiske reaksjoner ofte forklares av elektriske krefter og energioverganger mellom atomer og molekyler. Innen astronomien studerer man universet ved å analysere de fysiske egenskapene til elektromagnetisk stråling fra objekter på himmelen, og i meteorologien modellerer man det komplekse klimasystemet ved å bruke fysikkens lover for hvordan gasser med ulik temperatur, sammensetning og energi beveger seg. I noen grenseområder har det utviklet seg egne fagfelt der fysikk er spesielt viktig, som for eksempel geofysikk, biofysikk og medisinsk fysikk, astrofysikk, romfysikk og energi- og klimafysikk.

Fysikkens egenart og metoder

Fysikk forsøker å finne svar på grunnleggende spørsmål om naturen. For å få til det, utvikler fysikken modeller for å beskrive og forklare systemer, prosesser og sammenhenger. Noen modeller beskriver oppbygging og egenskaper ved fysiske systemer, for eksempel de ulike atommodellene som har vært utviklet gjennom historien. Andre modeller beskriver matematiske sammenhenger mellom fysiske størrelser, for eksempel Ohms lov i elektrisitetslæren, Newtons lover i mekanikken og standardmodellen i partikkelfysikk. Noen modeller er veldig komplekse og omfattende, for eksempel modeller for klimasystemene. Veletablerte modeller i fysikk kan forklare fysiske fenomener og ofte forutsi og tallfeste mulige utfall av prosesser, når startbetingelsene er kjent.

Som andre naturvitenskapelige disipliner er fysikk et empirisk basert fagområde. Det betyr at den gjeldende kunnskapen er den som til enhver tid stemmer best overens med observasjoner og eksperimenter. Derfor har modeller og større teorier i fysikk utviklet seg over tid, i et samspill mellom teori, observasjoner, eksperimenter, teknologiutvikling og diskusjon. For eksempel ble Higgs-bosonets eksistens forutsagt allerede på 1960-tallet. Det kom som en konsekvens av at teoretikere innførte matematiske ledd for det såkalte Higgs-feltet i standardmodellen for partikkelfysikk, slik at modellen skulle tillate at kjente elementærpartikler har masse. Først i 2012 ble Higgs-partikkelen funnet i det enorme fysikkeksperimentet CERN, med bruk av et halvt århundre med utvikling av både teori, teknologi, databeregninger og eksperimentelle metoder.

Et sentralt prinsipp i fysikk er at modellene skal være så enkle som mulig og kunne forklare fenomener innenfor et stort gyldighetsområde. Derfor består fysikk av et relativt lite antall sentrale modeller som beskriver og forklarer veldig mange fysiske fenomener. Modellene er likevel ikke eksakte kopier av virkeligheten, men redskap som beskriver en avgrenset del av virkeligheten og inneholder de aspektene vi har bruk for i en gitt situasjon. Newtons gravitasjonslov og Einsteins generelle relativitetsteori er begge modeller for gravitasjon, men med ulik struktur, gyldighetsområde og bruk. Newtons gravitasjonslov er matematisk veldig enkel, og ligger til grunn for hvordan vi kan beregne tidevann og krefter på et fly og den gjorde oss i stand til å reise til månen. Den har likevel et begrenset gyldighetsområde, og klarer for eksempel ikke å beskrive Merkurs bane rundt sola nøyaktig. Til det og mer eksotiske fenomener der gravitasjon inngår, er Einsteins generelle relativitetsteori et bedre egnet redskap. Den lar oss beregne gravitasjon rundt store stjerner, galakser og svarte hull, og gjør det mulig å regne ut nøyaktig tid om bord på en satellitt. Den har altså et større gyldighetsområde enn Newtons gravitasjonsteori, men er en langt mer avansert matematisk modell som er vanskeligere å bruke. Selv om Einsteins modell i prinsippet kan brukes til alt som involverer gravitasjon, trenger vi ikke å ta den i bruk der Newtons modell er nøyaktig nok.

Metoder

Forskning i fysikk bruker en rekke ulike metoder tilpasset spørsmålene forskningen skal finne svar på. En grov inndeling kan gjøres i eksperimentell fysikk og teoretisk fysikk. Eksperimentell fysikk gjør systematiske og kontrollerbare målinger under bestemte forsøksbetingelser. Teoretisk fysikk utvikler og bruker matematiske modeller for å forklare eller beskrive fenomener i fysikken. I tillegg brukes ofte databeregninger og simuleringer til å behandle store datamengder i komplekse modeller, og til å forutsi mulige resultater i situasjoner det er vanskelig å gjenskape i eksperimenter. Ofte spiller både teori, eksperiment og databeregninger hver sine roller i et større samarbeid for å framskaffe ny kunnskap i fysikk.

Fagområder i fysikk

Fysikk kan deles inn i mange fagområder, og det er flere måter å gjøre en slik oppdeling på. I det følgende presenteres noen sentrale fagområder i fysikk i en inndeling som vil kunne gjenkjennes i mange universitetsstudium i fysikk. En inndeling i aktive forskningsområder ville sett annerledes ut.

Mekanikk

Mekanikk er den delen av fysikken som dreier seg om bevegelse og likevekt. Lover og metoder fra mekanikken anvendes i alle områder av fysikken. Mekanikk kan videre deles i statikk, læren om objekters likevekt, kinematikk, læren om bevegelse, og dynamikk, læren om krefter. I fluidmekanikken behandles likevekt og bevegelser i fluider, det vil si væsker og gasser. Geostatikk og geodynamikk omhandler Jordas form og krefter og bevegelser som opptrer i Jorda.

I mekanikk er Newtons lover sentrale. De beskriver sammenhengen mellom kraft og akselerasjon, og brukes til å utlede bevegelsesligningene til et objekt. Newtons gravitasjonslov er også viktig i mekanikk. Den beskriver tyngdekraften mellom objekter med masse og brukes ofte sammen med de andre Newtons lover for å beskrive akselerasjon til objekter påvirket av tyngdekrefter.

Lagrange-mekanikk er en annen måte å utlede bevegelsesligninger på. I stedet for å ta utgangspunkt i Newtons lover, starter man med å uttrykke systemets kinetiske og potensielle energi som en funksjon av systemets uavhengige variabler og deres tidsderiverte. Denne funksjonen kalles Lagrange-funksjonen, og løsningen av en spesiell differensialligning (Euler-Lagrange-ligningen) for funksjonen gir bevegelsesligningene for systemet.

Spesiell relativitetsteori

For bevegelse i veldig store hastigheter, må mekanikken ta i bruk den spesielle relativitetsteorien. Den ble formulert av Albert Einstein i 1905 og er en bevegelseslære bygget på to prinsipper. Det ene er det spesielle relativitetsprinsippet som sier at naturlovene er like for alle observatører som beveger seg jevnt og rettlinjet i forhold til hverandre. Det andre er at lyshastigheten i tomt rom er konstant og uavhengig av lyskildens bevegelse.

Av teorien følger at samtidighet ikke er absolutt. To hendelser som oppfattes som samtidige av én person, vil ikke oppfattes slik av en annen som er i bevegelse i forhold til den første. Lengde og tid er heller ikke absolutt. Lengdekontraksjon går ut på at lengden av en stav vil finnes å være mindre når den måles av en person som beveger seg forbi staven, enn når den måles av en som er i ro i forhold til staven. Tidsforlengelse innebærer at en klokke som beveger seg, går langsommere enn en klokke som er i ro. Dette må blant annet tas i betraktning i GPS-systemer, fordi satellittene beveger seg i stor hastighet og klokkene om bord går saktere enn de ville gjort om de var i ro.

Termodynamikk

Termodynamikk er den delen av fysikk som undersøker hvordan varme, arbeid, temperatur og energi henger sammen. I klassisk termodynamikk beskriver man oppførselen til store systemer, som motorer og kjøleskap, fra et sett med ligninger. I statistisk termodynamikk og statistisk mekanikk prøver man å forklare hvordan slike store systemer oppfører seg ved å se på de statistiske prosessene som atomer og molekyler gjennomgår, og hvordan de bidrar til tilført varme og utført arbeid.

De sentrale sammenhengene i termodynamikk er termodynamikkens lover. Termodynamikkens første lov sier at energien i et lukket system er bevart. En annen måte å formulere dette på er å si at endringer i indre energi i et lukket system er lik summen av varme tilført systemet og arbeid utført på systemet. Termodynamikkens første lov kalles også loven om energibevaring. Termodynamikkens andre lov sier at det ikke er mulig å omforme all varme til arbeid. Det betyr også at den totale energikvaliteten går ned i alle spontane prosesser. Denne loven kan også formuleres med utgangspunkt i entropi. Enhver prosess fører til at den totale entropien til et system enten øker eller forblir konstant. Termodynamikken har også en nulte og tredje lov.

Statistisk mekanikk

Statistisk mekanikk er en del av fysikken som behandler store systemer, makrosystemer, som er satt sammen av et meget stort antall ensartede delsystemer, mikrosystemer, og hvor makrosystemenes egenskaper forklares ut fra egenskaper ved mikrosystemene.

I prinsippet kan man bruke mekanikkens lover til å regne seg fra en starttilstand og fram til hvordan tilstanden vil utvikle seg til et hvilket som helst senere tidspunkt. For systemer med veldig mange partikler er ikke dette praktisk mulig. I klassisk statistisk mekanikk beskrives derfor mikrosystemer statistisk, ved å regne på sannsynligheter for å finne et bestemt antall partikler innen et volumelement, og man kan finne sannsynligheter for partiklenes hastighet. En veldig viktig lov i klassisk statistisk mekanikk er Maxwell-Boltzmanns fordelingslov.

Med utvikling av kvantefysikken kom også kvantestatistikk, som beskriver store systemer sammensatt av flere kvanteobjekter (partikler). Fermi-Dirac-statistikk beskriver kvanteobjekter med halvtallig spinn (for eksempel elektroner), mens Bose-Einstein-statistikk beskriver kvanteobjekter med heltallig spinn (for eksempel fotoner).

Elektromagnetisme

Elektromagnetisme er fagfeltet innen fysikk som handler om elektrisitet, magnetisme og det som knytter elektrisitet og magnetisme sammen.

Elektrisitet er fysiske fenomener knyttet til ladde partikler i ro eller bevegelse. Sentralt for elektrisitet er egenskapen elektrisk ladning, og det at motsatte ladninger tiltrekker hverandre mens like ladninger frastøter hverandre med elektriske krefter. Dette er gitt ved Coulombs lov. Elektrisk ladning setter opp elektriske felt, og styrken på feltet er den elektriske kraften på en punktladning i feltet, delt på punktladningen. En elektrisk potensialforskjell mellom to punkter beskriver hvor mye arbeid som må utføres for å flytte en ladning fra det ene punktet til det andre, delt på ladningen som flyttes. Elektrisk strøm er ladninger som beveger seg, og defineres som mengden ladning som passerer et tverrsnitt av en leder per tidsenhet. Viktige lover i elektrisitetslæren er for eksempel Coulombs lov for kraften mellom elektriske ladninger, samt Ohms og Kirchhoffs lover for sammenhenger mellom strøm, spenning og resistans i elektriske kretser.

Magnetisme er at det virker krefter mellom elektriske ladninger i bevegelse. Et magnetisk felt virker med en kraft både på magneter og på ladde partikler som beveger seg. En elektrisk strøm gir også opphav til et magnetisk felt. Hvis et magnetfelt varierer med tiden, vil det oppstå et sirkulerende elektrisk felt som kan gi en strøm. Dette kalles elektromagnetisk induksjon. Elektromagnetisk induksjon er beskrevet av Faradays lov. Motsatt vil også et varierende elektrisk felt gi opphav til et varierende magnetisk felt. De elektriske og magnetiske feltene er altså koblet sammen, og reflekterer det at elektrisitet og magnetisme er to sider av samme grunnleggende elektromagnetiske kraften. De sentrale sammenhengene i elektromagnetismen er Maxwells fire ligninger. Alt av elektriske og elektroniske apparater gjør bruk av elektromagnetisme, og elektromagnetisk induksjon er grunnlaget for produksjon av strøm med en generator i ulike energiverk, for eksempel vannkraftverk eller kjernekraftverk.

Optikk

Optikk handler om lysets oppførsel og egenskaper, og påvirkning mellom lys og materie. Lys kan beskrives på ulike måter og med ulike modeller. Bølgeoptikken ser på lys som elektromagnetiske bølger som kan beskrives ved hjelp av Maxwells ligninger, og kan forklare fenomener som refleksjon, brytning, dobbeltbrytning, dispersjon, interferens, diffraksjon, polarisasjon og spredning. Geometrisk optikk beskriver lyset med rette linjer (stråler), brytning og refleksjon, og danner grunnlaget for speil, linser og prismer i optiske instrumenter. Kvanteoptikken beskriver lys og annen elektromagnetisk stråling som fotoner, energikvanter som må beskrives av kvantemekanikk. Kvanteoptikken er den mest generelle teorien for lys som fins i dag, og kan så vidt vi vet brukes til å forklare alle kjente fenomener og eksperimenter.

Kondenserte fasers fysikk

Kondenserte fasers fysikk er en del av fysikken som tar for seg et meget stort antall partikler som vekselvirker med hverandre. Det inkluderer både vanlig faststoff- og væske-fysikk, og studiet av plasma med høy tetthet, væskekrystaller, polymerer og mange flere områder. Mens faststoff-fysikk behandler stoffer med ordnet struktur, omfatter kondenserte fasers fysikk også stoffer med en uordnet, inhomogen struktur.

Kvantefysikk

Kvantefysikk beskriver hvordan partikler, atomer, molekyler og faste stoffer er bygd opp, hvordan de oppfører seg, og hvordan de kan påvirke hverandre. Kvantefysikkens modeller beskriver fysikken på veldig små skalaer, der klassisk mekanikk og elektromagnetisme fungerer dårlig. Navnet «kvantefysikk» viser til at egenskaper ved de fysiske systemene i mange tilfeller bare kan ha diskrete (kvantiserte) verdier uten noen glidende overgang. For eksempel kan et atom kun observeres med helt bestemte energinivåer. En annen viktig forskjell på kvantefysikk og klassisk mekanikk er at utfallet av enkelthendelser ikke kan forutsies selv om vi kjenner alle startbetingelser. Kvantefysikken kan imidlertid forutsi den statistiske fordelingen av mange hendelser veldig presist.

Den grunnleggende ligningen i kvantefysikken er schrödingerligningen, som uttrykker (på kvantisert form) at summen av den kinetiske og den potensielle energien til et system er konstant. Løsningen av schrödingerligningen gir oss den såkalte bølgefunksjonen, en funksjon av tid og rom for systemets utvikling. Kvadratet av denne bølgefunksjonen uttrykker en sannsynlighetstetthet for mulige utfall av målinger på systemet.

En annen viktig sammenheng i kvantefysikk er Heisenbergs uskarphetsrelasjon. Den beskriver at det finnes par av størrelser i kvantefysikken som ikke kan være veldefinerte samtidig, og som derfor heller ikke kan bestemmes skarpt samtidig ved måling. Ett eksempel er posisjon og bevegelsesmengde. Jo mer veldefinert posisjonen til for eksempel et elektron er, jo mindre veldefinert er elektronets bevegelsesmengde. Det betyr at jo mer vi vet om hvor et elektron er, jo mindre kan vi vite om hvor raskt det beveger seg.

Elementærpartikkelfysikk og kvantefeltteori

Elementærpartikkelfysikk, også kalt høgenergifysikk eller bare partikkelfysikk, er studiet av elementærpartikler, vekselvirkningene deres og prosessene der de deltar. Den beste beskrivelsen vi har av elementærpartikler og deres egenskaper og vekselvirkninger er standardmodellen i elementærpartikkelfysikk, og den brukes i forskningsfronten, for eksempel i CERN. Standardmodellen består av flere kvantefeltteorier der elementærpartiklene beskrives som felter med kvantefysiske egenskaper. Kvantefeltteorier kan beskrive kvantefysiske objekter som elementærpartikler når de beveger seg i hastigheter opp mot lyshastigheten. Schrödingerligningen gjelder kun for ikke-relativistiske hastigheter.

Atomfysikk og kjernefysikk

Atomfysikken beskriver atomenes struktur, energitilstander og elektronenes overganger mellom ulike energitilstander, mens kjernefysikk tar for seg atomkjernenes struktur og oppbygning, og reaksjoner der atomkjerner endrer seg.

Kjernefysikk er et stort forskningsfelt. Det omfatter blant annet studier av fisjon og fusjon både i grunnforskning og anvendt til kjernekraft, forskning på bruk av radioaktive isotoper i medisinsk fysikk, og forskning på dannelse av grunnstoffer i astrofysiske hendelser som fusjon i stjerner, supernovaeksplosjoner og nøytronstjernekollisjoner.

Både atomer og atomkjerner er kvanteobjekter som best beskrives av kvantefysikkens modeller, og begge har kvantiserte energinivåer. Det er imidlertid stor forskjell på hvor mye energi som blir frigjort i energioverganger i et atom og i en atomkjerne. For eksempel oppstår nordlyset når energi blir sendt ut fra atomer og molekyler i atmosfæren. De utsendte fotonene har typisk energi som gir dem bølgelengder innenfor det synlige området av det elektromagnetiske spekteret. En energiovergang i en atomkjerne kan føre til at gammastråling blir sendt ut. Slike gammafotoner har energi som kan være 10000 ganger større enn energien i et foton med synlig lys.

Generell relativitetsteori

Den generelle relativitetsteorien er en teori for gravitasjon der dette ikke beskrives som en kraft, men som en egenskap ved det krumme tidrommet og en konsekvens av bevegelsen til referansesystemet vi er i. Teorien ble formulert av Einstein i 1915, og bygger på de to sentrale prinsippene i den spesielle relativitetsteorien og på . Ekvivalensprinsippet sier at gravitasjonsvirkningene lokalt i et rom som er i ro i nærheten av et massivt objekt, for eksempel Jorda, er ekvivalente med gravitasjonsvirkningene i et akselerert eller roterende rom langt fra massive objekter. Teorien beskrives av Einsteins feltligninger for hvordan masse og energi krummer tidrommet, samt den geodetiske ligningen og ligningen for geodetisk avvik. I ikke-relativistiske hastigheter og svake gravitasjonsfelt gir den generelle relativitetsteorien samme resultater som Newtons gravitasjonsteori.

Den generelle relativitetsteorien er veldig viktig i kosmologi og for beskrivelse og forståelse av massive himmellegemer som svarte hull. Teorien har gjort det mulig å lage relativistiske modeller for et univers som utvider seg, slik observasjoner tilsier at det gjør. Basert på den generelle relativitetsteorien forutsa Einstein eksistensen av gravitasjonsbølger i 1916. Gravitasjonsbølgedetektoren LIGO målte gravitasjonsbølger for første gang i 2015 (publisert i 2016). Både den generelle og den spesielle relativitetsteorien er også viktig for GPS-systemer. Den spesielle relativitetsteorien sier at klokkene om bord i satellittene går saktere enn de ville gjort om de var i ro, fordi satellittene beveger seg med stor hastighet. Den generelle relativitetsteorien sier at klokkene om bord går litt raskere enn de ville gjort nede på Jorda, fordi gravitasjonsfeltet er svakere der oppe. Hvis ikke disse effektene var tatt i betraktning, ville GPS-systemer vist posisjonen vår veldig feil ganske fort.

Videre forskning og uløste spørsmål

Fysikk er et fagområde og forskningsfelt i stadig utvikling. Selv om fysikken består av mange veletablerte modeller og teorier med stor forklaringskraft, er det fortsatt mange uløste spørsmål som forskningsfronten jobber med å finne svar på. Mange av spørsmålene krever både eksperimenter, teoriutvikling og databeregninger, og gjerne eksperimentelle installasjoner som er dyre og omfangsrike. Derfor er forskningsfronten er i dag preget av store, internasjonale samarbeid som deler arbeidskraft, infrastruktur og økonomiske belastning. I denne sammenheng kan nevnes at Norge er med i NORDITA, det nordiske forskningssamarbeidet i teoretisk fysikk, og i CERN, den europeiske organisasjonen for utforskning av kjernefysikk og laboratoriet for partikkelfysikk.

Uløste spørsmål

Tid, rom og gravitasjon beskrives i den generelle relativitetsteorien, som er en 'klassisk' teori, de vil si ikke kvantemekanisk. På elementærpartikkelnivå beskrives materien og de fundamentale kreftene – elektromagnetisme, fargekraft mellom kvarker og svak kjernekraft – av kvantefeltteorier i standardmodellen. Standardmodellen anses ikke som fullstendig, blant annet fordi den mangler en beskrivelse av gravitasjon. Det klassiske bildet av verden er kontinuerlig og det kvantemekaniske er diskontinuerlig. Det har vært arbeidet i mange år med å forene disse bildene i en kvantegravitasjonsteori. Men så langt har man ikke lykkes i å konstruere en allment akseptert slik teori. Det mest ambisiøse forsøket er superstrengteori, men denne teorien er verken fullført teoretisk eller bekreftet ved observasjoner.

De siste 90 årene er det gradvis blitt mer og mer klart at universet inneholder langt mer materie enn den synlige som består av protoner, nøytroner og elektroner. De ytre områdene av spiralgalaksene roterer så raskt at de for lengst ville ha løst seg opp dersom de ble holdt sammen bare av gravitasjonsfeltet som den vanlige materien lager. Fysikerne mener derfor at det er omtrent fem ganger mer såkalt mørk materie i universet enn synlig materie, men man har foreløpig ikke greid å identifisere den mørke materien. Et mye studert alternativ som kanskje kan bidra med svar, er teorien om supersymmetri. Der tilegnes alle elementærpartikler en supersymmetrisk partner som har et annet spinnkvantetall, men ellers like egenskaper.

I 1998 ble det oppdaget at universets ekspansjon øker farten. Den eneste kraften som har betydning for hvordan ekspansjonsfarten endres med tiden, er gravitasjon. Fysikerne har derfor konkludert med at fartsøkningen må skyldes frastøtende gravitasjon. Isaac Newtons gravitasjonsteori tillater bare tiltrekkende gravitasjon, men Albert Einsteins relativitetsteori tillater også frastøtende gravitasjon. Teorien sier også at et medium som vi ikke kan måle farten av, forårsaker frastøtende gravitasjon. Dette mediet er kalt universets mørke energi. En av kvantefysikkens konsekvenser er at det eksisterer en såkalt vakuumenergi overalt i universet. Hvis denne energien er slik at vi ikke kan måle fart i forhold til den, forårsaker den frastøtende gravitasjon. Mørk energi kan være kvantemekanisk vakuumenergi. Men forsøk på å beregne tettheten av denne har ikke lyktes, og det trengs kanskje en kvantegravitasjonsteori for å forstå fenomenet.

Beregninger basert på den observerte fartsøkningen av universets ekspansjon tyder på av den mørke energien utgjør omtrent 70 prosent av innholdet i universet, mens 25,5 prosent består av mørk materie. Synlig materie utgjør dermed bare 4,5 prosent. Det betyr at vi ikke har noen god forståelse av 95,5 prosent av universets innhold.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg