Innledning

Menneskene har alltid vært opptatt av verdens opprinnelse og eksistens. Lenge har man brukt de hellige skriftene til svar på disse spørsmålene. Etter hvert har man begynt å forske intensivt på universets historie og opprinnelse. Teorien de aller fleste forskere er enige om kalles Big Bang. Men hva er egentlig Big Bang?

Oppdagelsen av Big Bang

Allerede på begynnelsen av 1920-tallet studerte den russiske matematikeren Alexander Friedmann og den belgiske fysikeren Georges Lemaitre Big Bang modeller av universet. De kom fram til at Einsteins generelle relativitetsteori naturlig fører til modeller av et univers som utvider seg. Men det var ikke før i 1929 da den amerikanske forskeren Edwin Hubble beviste at galaksene beveger seg vekk fra hverandre, at ideene ble tatt alvorlig. Hubbles oppdagelser betydde at alt en gang må ha vært samlet på et mye mindre område. Dette førte til teorien om Big Bang. Selve begrepet ”Big Bang” ble for første gang tatt i bruk i 1949 av den britiske astrofysikeren Fred Hoyle i et radioprogram i BBC. Hoyle var egentlig en ivrig motkjemper av Big Bang teorien, og ”Big Bang” var egentlig ment som en nedsettende beskrivelse av teorien.

Hva går Big Bang teorien ut på?

Big Bang teorien bygger på den oppfatning at universet ble skapt av en kjempeeksplosjon hvor tid, rom og  all stråling og stoff ble til. I begynnelsen var alt samlet på et lite, glovarmt, men etter hvert har universet utvidet seg og temperaturen har sunket betraktelig.

De første sekundene etter Big Bang

Big Bang skjedde for omtrent 13,7 milliarder år siden. Tiden rett etter Big Bang kalles inflasjonsperioden og varte kun i 10^-33 s, eller 0.0000000000000000000000000000000001 s. På den tiden var universet kun bestående av vakuumenergi. På slutten av inflasjonsperioden ble vakuumenergien omgjort til stråling og elementære partikler. Når den energirike strålingen, også kalt fotoner, kolliderte med hverandre, ble strålingsenergien omgjort til nye partikler, blant annet materiepartikler. Dette skjedde ikke før rett etter inflasjonsperioden. Og slik fortsatte det. Kollisjoner av partikler og antipartikler førte til dannelse av baryoner (for eksempel nøytroner og protoner). Universet hadde altså utvidet seg og nye partikler hadde oppstått kun i løpet av noen milliondels sekunder. Temperaturen hadde også sunket kraftig. I løpet av omtrent en milliontedel av et sekund hadde temperaturen sunket til under 10 000 milliarder grader Celsius, og etter 1 sekund var den sunket til 10 milliarder grader Celsius.

Universets utvikling

Av omtrent alle nøytronene og en del av protonene ble det dannet ca. 23% heliumkjerner. Resten (ca. 77%) var for det meste hydrogenkjerner. Dette skjedde noen minutter etter Big Bang, da temperaturen hadde sunket til under 1 milliard grader C. Det var på denne tiden at de første atomkjernene ble dannet. Likevel, de første atomene kom ikke før 400 tusen år etter Big Bang. Da var temperaturen nede på omtrent 3000 grader C og elektronene ble fanget opp av atomkjernene og omgjort til atomer. Etter hvert ble det også dannet galakser og stjerner i universet. Grunnen til at stjerner og galakser blir dannet er at det ikke er likevekt mellom partikler og antipartikler. Hvis det hadde vært likevekt mellom dem ville alle partikkel-antipartikkel par tilintetgjøre hverandre og det ville ikke være noe materie igjen til å danne galakser og stjerner.

Finnes det andre teorier?

Det finnes også andre teorier om hvordan universet har blitt til. En av dem kalles Steady State og tilhengere av denne teorien mente at universet alltid hadde eksistert og at det verken har eller kommer til å forandre seg. Det var denne teorien Fred Hoyle mente var riktig. I dag har man klare beviser på at universet er i kontinuerlig endring. Derfor er Steady State teorien blitt lagt på hylla av de aller fleste forskere.

En annen teori er teorien om flere Big Bang. Det er den anerkjente engelske kosmologen Sir Roger Penrose som står bak denne teorien. Han mener at det er urealistisk at universet kan gå fra å være så lite som en atomkjerne, til å bli større enn dagens synlige univers i løpet av 10-34 sekunder. Han mener derfor at det må ha hendt flere Big Bang, med mellomrom på flere milliarder år, og at de til sammen har jevnet ut universet. Foreløpig er det ingen resultater innenfor forskning som kan bevise Penrose sin teori, men flere kosmologer og astrofysikere mener at han har et godt poeng og at teorien hans kan stemme.

Konklusjon

Big Bang er den mest anerkjente teorien om universets opprinnelse. Teorien er utviklet gjennom de siste 80 år, det er derfor rimelig å tro at ny viten etter hvert vil justere modellen, utvide den eller muligens forkaste den til fordel for andre teorier i fremtiden.

Det er enda ikke sikkert hva som vil skje med universet i framtiden, men det virker mest sannsynlig at universet vil fortsette å utvide seg i det uendelige slik at avstandene mellom galaksene vil bli uendelig store, stjernene vil dø ut og universet vil ende opp som et tomt, og mørkt univers uten liv.                                      

Ordliste:

Inflasjonsperiode: Perioden rett etter Big Bang, Inflasjon betyr ”å blåse opp”, eller ”utvide”.

Vakuumenergi: Vakuumenergi er energien som er igjen i et område etter at all materie og energi som det er mulig å bli kvitt er fjernet, vakuum betyr ”tomt rom”.

Fotoner: En udelelig enhet av elektromagnetisk stråling. Foton betyr ”lys”.

Nøytroner: En nøytron er en elektrisk nøytral partikkel, som verken er positivt eller negativt ladet.

Protoner: Positivt ladede partikler.

Antipartikler: En antipartikkel til en elementærpartikkel er en lik partikkel, med samme mengde, men blant annet med motsatt ladning.

Kilder:

http://snl.no/big_bang

http://no.wikipedia.org/wiki/Big_bang

Eureka 8