Ofantlig precision i början

"Detta ger oss en fingervisning om den ofantliga precisionen i Big Bang!” - Roger Penrose

Enligt de vetenskapliga beräkningarna är vårt universum ofattbara 13,8 miljarder år gammalt – det betyder 13 800 000 000 år. Flera olika sätt att räkna och mäta ger ändå väldigt lika svar. Den amerikanska biologen Janet Kellogg Ray berättar om två av de sätt man kan använda för att beräkna universums ålder, och vilka svar de ger[1]:

Eftersom vi vet ljusets hastighet, kan vi räkna hur länge ljuset har färdats från de objekt som finns längst bort från oss. Detta ger svaret cirka 13,8 miljarder år.
Om en ambulans med sirenerna påslagna färdas mot dig trycks ljudvågorna ”ihop” och får en ljusare ton, medan tonen blir mörkare och mörkare när bilen rör sig bort från dig – den så kallade dopplereffekten. Dopplereffekten finns även för ljuset: om till exempel en stjärna rör sig bort ifrån oss sträcks ljusvågorna ut, vilket vi ser som en förskjutning åt det röda hållet (så kallad rödförskjutning). Genom dopplereffekten kan vi räkna ut hur fort galaxerna rör sig bort ifrån oss. Om man ”spolar tillbaka” expansionen mot den punkt där allting verkar ha börjat hamnar man runt 13,77 miljarder år tillbaka i tiden.

Ytterligare ett sätt att beräkna universums ålder är att mäta bakgrundsstrålningen av mikrovågor i universum, vilket har gjorts med hjälp av flera olika satelliter. Genom att mäta hur bakgrundsstrålningen varierar i rymden, och jämföra med olika teoretiska modeller för universums första tid, har man kommit fram till en ålder av cirka 13,82 miljarder år.[2]

Alla dessa beräkningar kommer fram till samma svar: Vårt universum är ofattbart gammalt. Men vad har egentligen hänt under alla dessa miljarder år? Var kommer allt i universum ifrån? Brian Greene beskriver i sin bok Ett utsökt universum hur universum kan ha uppkommit. Han gör det genom att tänka sig att vi ”backar” tillbaka tiden, från där vi befinner oss nu:

När vi låter klockan gå baklänges från det nu observerade universums ålder av 15 miljarder år, pressas det universum vi känner ihop till allt mindre storlek. Materien som bygger upp allting: alla bilar, hus, byggnader, berg på jorden; jorden själv; månen, Saturnus, Jupiter och alla andra planeter; solen och alla andra stjärnor i Vintergatan; Andromedagalaxen med dess hundra miljarder stjärnor och var och en av de övriga mer än hundra miljarder galaxerna; all materia pressas samman till förbluffande täthet i ett kosmiskt skruvstäd. [...] Om vi extrapolerar hela vägen tillbaka till ’början’ förefaller universum ha börjat som en punkt [...] där all materia och energi är hoppressad till ofattbar täthet och temperatur.[3]

Geraint Lewis och Luke Barnes berättar att Big Bang-teorin är ifrågasatt från vissa håll, eftersom en stor del av universums beståndsdelar (så kallad mörk materia och mörk energi) fortfarande är outforskade och okända för teorin. Men fram till idag har ingen annan förklaring kunnat mäta sig med de korrekta förutsägelser som Big Bang-teorin gör om vårt universum – ända tillbaka till den där punkten med ofattbar täthet och temperatur[4].

Ofantlig precision

Från denna ursprungliga ”punkt”, mindre än en atom, exploderade allt material som bygger upp vårt universum ut med våldsam kraft. Om man ska vara petig var det inte bara ”material” som slungades ut. Det var ”rymden själv”, rummet, som skapades i det ögonblicket. Brian Greene berättar att före den stora smällen fanns det inte något omgivande rum.[5] Det var också i detta ögonblick som all den drivkraft föddes som driver vårt universum framåt. Man tror att universum då var extremt välordnat, och att det sedan dess har gått mot större och större ”oordning”, så kallad entropi. Det är den ökande entropin, den ökande oordningen, som driver universum och som gör att tiden går ”framåt”. Art Hobson beskriver detta på ett gripande och nästan ”poetiskt” sätt i sin bok Tales of the Quantum:

Det är tack vare energiflödet och förändringar orsakade av jämviktsrubbningen som liv, frihet och jakten på lycka är möjlig. Vårt universum har ökat sin entropi i 14 miljarder år, och måste ha börjat från ett alla-tiders-lägsta-entropi, välorganiserat tillstånd. […] Vid tiden för skapelsen var universum kanske så välorganiserat som det är möjligt för någonting att vara. Om det ursprungliga tillståndet vid Big Bangs början var ett enda kvanttillstånd (det vill säga ett så kallat rent tillstånd), så var dess entropi exakt noll.[6]

Jag vet att Hobson inte lägger in någon religiös tanke i det han skriver, eftersom han är ateist.[7] Men för någon som har en världsbild där det finns plats för en gud, och för någon som har läst de ord som enligt Första Moseboken uttalades av Gud i tidernas begynnelse: ”Varde ljus!” – för en sådan person är det lätt att bli lite varm i hjärtat av detta! I ett tillstånd där entropin är noll – där finns det ingen ”oordning”, bara ordning. Det är ett fullständigt perfekt tillstånd. ”Vid tiden för skapelsen var universum kanske så välorganiserat som det är möjligt för någonting att vara.” Från detta perfekta tillstånd slungades vårt universum ut med osannolik kraft och energi, för att långsamt öka sin ”oordning”, sin entropi, och på så sätt ge upphov till alla de miljardtals galaxerna, stjärnorna och planeterna i vårt universum. Till slut, efter nästan 14 miljarder år, leder detta perfekta ursprungliga tillstånd fram till där vi är idag - du och jag. En hisnande tanke! Den brittiske matematikern och nobelpristagaren Sir Roger Penrose uttrycker det så här: ”Detta ger oss en fingervisning om den ofantliga precisionen i Big Bang!”[8]

Det faktum att entropin, oordningen, i universum ständigt ökar brukar kallas för termodynamikens andra lag. Man kan jämföra universums ökande entropi med en mekanisk klocka som först har varit helt uppdragen, och sedan långsamt tickar framåt med hjälp av den energi som finns lagrad i urverkets fjäder. Luke A. Barnes och Geraint F. Lewis skriver att detta ”pekar på ett av den moderna vetenskapens stora mysterier: varför föddes det [universum] i ett uppdraget läge från första början?”[9]

Ja, hur kunde universum födas i ett så perfekt tillstånd? Och varifrån kom denna enorma energi, denna ”punkt” där allting började? Än så länge vet vi inte det eftersom de lagar som styr universum inte fungerar längre när man kommer tillräckligt nära nollpunkten, man får en så kallad singularitet. Brian Greene skriver att teorin om Big Bang utelämnar själva smällen: ”Den säger oss inget om vad som small, varför det small, hur det small eller, för att vara uppriktig, huruvida det verkligen small över huvud taget.”[10]

Ja, hur kunde universum börja i ett så perfekt tillstånd? Vad tror du?

< TILLBAKA

[1] Kellog Ray, Janet. Baby Dinosaurs on the Ark?: The Bible and Modern Science and the Trouble of Making It All Fit. Wm. B. Eerdmans Publishing Co., Grand Rapids, Michigan, 2021. Kindle Edition. Sid 67-68.

[2] Williamson Smith, Amelia. ”The age of the universe”. Symmetry Magazine, augusti 2015. Läst april 2022. https://www.symmetrymagazine.org/article/august-2015/the-age-of-the-universe

[3] Greene, Brian. Ett utsökt universum – Supersträngar, dolda dimensioner och sökandet efter den slutgiltiga teorin. Norstedts förlag, Stockholm 2001. Sid 113.

[4] Barnes, Luke A.; Lewis, Geraint F.. The Cosmic Revolutionary’s Handbook (Or: How to Beat the Big Bang). Cambridge University Press, University Printing House, Storbritannien 2020. Kindle Edition.

[5] Se [3].

[6] Hobson, Art. Tales of the Quantum. Oxford University Press, New York 2017. Kindle Edition. Sid 58 (den sista meningen är hämtad från styckets fotnot). Översatt från engelskan av mig.

[7] Hobson, Art. ”Let religion go”. Northwest Arkansas Democrat Gazette, november 2019. Läst maj 2021. https://www.nwaonline.com/news/2019/nov/26/art-hobson-let-religion-go-20191126/

[8] Penrose, Roger. ”Before the Big Bang: An outrageous new perspective and its implications for particle physics”. Proceedings of EPAC 2006, Edinburgh, Scotland. https://accelconf.web.cern.ch/e06/papers/thespa01.pdf

[9] Lewis, Geraint F.; Barnes, Luke A.. A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos. Cambridge University Press, Cambridge 2020. Kindle Edition. Sid 95. Översatt från engelskan av mig.

[10] Greene, Brian. Det stoff varav kosmos väves – Rummet, tiden och verkligheten. Norstedts förlag, Stockholm 2005. Sid 305.

Page updated

Google Sites

Report abuse