Isaac Newton var bekymrad. Han hade konstruerat en enkel matematisk teori för tyngdkraften, som visade hur alla materiekroppar attraherar varandra. Problemet var himlens stjärnor. Borde de inte samlas i en enda klump mitt i universum?
Newton kunde se en lösning, fast han inte gillade den. Man kunde tänka sig att universum är oändligt stort, och fyllt med jämnt fördelad materia överallt. Varje stjärna skulle då attraheras från alla håll, och universum kunde förbli statiskt. Newton litade inte riktigt på resonemanget.
Två hundra år senare satt Albert Einstein i Berlin och grubblade på samma problem. Han hade stöpt om Newtons gravitationsteori från grunden, men det såg fortfarande ut som om universum borde kollapsa under sin egen tyngd.
Einstein testade samma lösning som Newton. Den blev mycket elegantare nu, visade det sig. Hos Einstein kommer tyngdkraften inte bara från materien, utan också från alla former av energi. Einstein kunde fylla hela universum, inte med materia, utan med en konstant energi, lika stor överallt.
Det såg ut som ett trolleritrick, men det var ytterst fiffigt. Normalt är det bara energiskillnader som har någon betydelse i fysiken. Lägger man till en konstant energi överallt har man bara flyttat nollpunkten på energiskalan. Det har ingen som helst effekt.
Undantaget är gravitationen. När Einstein stoppade in den konstanta energin i sina ekvationer fungerade den som ett slags antigravitation, som motverkade universums tendens att kollapsa.
Detta var 1917. Tolv år senare gjorde astronomen Edwin Hubble sin sensationella upptäckt. Universum är inte statiskt . Det expanderar. Galaxerna rusar i väg från varandra i hög fart.
Alltså behövdes inte någon konstant energi för att stabilisera kosmos. Einstein strök den igen ur sina ekvationer.
Hubbles upptäckt blev startskott för den moderna kosmologin, den som bygger på Big Bang. Om galaxerna rusar ifrån varandra måste de ha slungats iväg i ett slags explosion för länge sen.
Det ledde till en intressant fråga. Galaxerna borde bromsas upp av tyngdkraften. Universums expansion borde sakta av, men hur mycket?
Det var en modern variant av Newtons gamla gåta, och den dominerade kosmologin i flera decennier: Fanns det så mycket materia i universum att expansionen skulle stoppas helt, eller skulle den fortsätta i evighet, i allt långsammare takt?
Astronomerna kunde mäta hur snabbt galaxer på olika avstånd rör sig bort från oss. Eftersom avlägsna galaxer är gamla galaxer kunde man få en tidtabell över universums expansion, som skulle avslöja hur hastigt inbromsningen skedde.
För tio år sen kom den stora överraskningen. Två konkurrerande forskarlag hade kartlagt den kosmiska tidtabellen och kommit till samma, totalt oväntade resultat. Universum bromsar inte in. Expansionen accelererar!
Ingen vet hur det går till. Vad är det som får galaxerna att sprinta sig iväg ifrån varandra med ökande fart?
Det finns förstås en ledtråd - Einsteins antigravitation. Kosmologerna har plockat fram den igen, nu under namnet ”mörk energi”. Vad den egentligen består av vet ingen, bara att den fungerar utmärkt, rent matematiskt, inom ramen för Einsteins gravitationsteori.
Men det finns skeptiker. Den mörka energin har inga kopplingar till den övriga fysiken, och kan inte observeras direkt. Dess enda funktion är att förklara accelerationen. Det verkar skumt, menar en del forskare.
Och mätningarna för tio år sen byggde på en rad astronomiska antaganden. De kan ha varit felaktiga. Det måste gå att testa den skenande accelerationen med andra metoder.
Om Einsteins teori är korrekt kontrolleras universums expansion av två motstridiga krafter. Gravitationen bromsar, den mörka energin driver på.
När universum var ungt låg stjärnor och galaxer ganska tätt, och inbromsningen var stark. I takt med expansionen späds materien ut och gravitationens inbromsande förmåga försvagas.
Men den mörka energin är definitionsmässigt konstant. Den har varken ökat eller minskat. Det betyder att antigravitationen med tiden fått övertaget.
Det går att mäta. Rymdens galaxer har en tendens att samlas i stora klungor och klumpar. Hopklumpningen måste ha varit störst i början, när gravitationen dominerade. Det blev svårare sen, när den mörka energin tagit kommandot.
Med hjälp av det satellitburna röntgenteleskopet Chandra har ett internationellt team astronomer, ledda av Alexey Vikhlinin, fingranskat 86 galaxer på olika avstånd. De har mätt och räknat. Det stämmer. Den kosmiska accelerationen är ingen synvilla.
Det var för 5,5 miljarder år sen som den mörka energin vann dragkampen med gravitationen. Och den lyder snällt Einsteins ekvationer, med den där konstanten som ingen vet vad den egentligen betyder.
Medan den mörka energin styr universums utvidgning kontrolleras dess struktur i hög grad av den mörka materien, det andra stora mysteriet. Ingen vet om de bägge mörka fenomenen hänger ihop, men tillsammans dominerar de kosmos.
