Spørsmål og svar: Kosmologi

Hva skjedde under Big Bang? Hva skjedde før og etter Big Bang?

Big Bang er astronomenes beste modell for å beskrive universets historie. Big Bang-modellen beskriver hvordan tid, rom, energi og alt annet i universet har utviklet seg.

Alt som eksisterer, også tiden, ble til da universet startet. Derfor blir det meningsløst å snakke om "tiden før Big Bang", det blir nesten som å snakke om "nord for nordpolen".

Big Bang er altså ikke en teori om hvordan universet startet, men beskriver det som skjedde etterpå: fra like etterpå og frem til i dag, nesten 14 milliarder år etterpå. 

Helt i begynnelsen var universet fylt av en voldsom stråling. Når strålepartiklene kolliderte ble det dannet partikler av materie. Etterhvert som universet utvidet seg ble det stadig kaldere og da temperaturen ble lav nok noen minutter etter starten, "bare" litt under en milliard grader, begynte atomkjerner å bli til. Etter en million år var temperaturen nede i noen tusen grader, og da ble de første atomene til ved at atomkjernene fanget inn elektroner.

Hvordan kom man fram til Big Bang-teorien?

På slutten av 1800-tallet var fysikken i det store og hele ferdig utviklet, trodde man. Newtons mekanikk beskrev hvordan alle objekter beveger seg, mens elektromagnetismen beskrev både elektrisitet og magnetisme. Mer trengte man stort sett ikke, var den vanlige oppfatningen.

Så, i løpet av de siste to tiårene ble det gjort nye eksperimenter som viste at naturen slett ikke var slik man opprinnelig hadde trodd. For det første viste det såkalte Michelson- Morley-eksperimentet at lyshastigheten er konstant, dvs. at uansett hvordan vi beveger oss i forhold til en lyskilde, vil den målte hastigheten til dets lys være den samme. For å se at dette er noe svært "unaturlig", kan man tenke på biler på en motorvei. Tenk dere at lysstrålen er en bil som kjører ganske fort på motorveien, mens vi kjører i en tregere bil. Det som er rart, er imidlertid at UANSETT hvor fort vi kjører, vil lyset ALLTID bevege seg bort fra oss med like stor hastighet. Selv om vi kjører med halvparten av lysets hastighet, vil FORTSATT lyset bevege seg bort fra oss med full lyshastighet. Veldig rart.

Den andre gruppen av eksperimenter som ble utført, var innenfor kvantemekanikken, og disse eksperimentene viste at naturen består av små byggeklosser, og ikke en jevn, kontinuerlig materie. Med dette er ikke like interessant for Big Bang.

Vel, i 1905 formulerte Einstein den *spesielle* relativitetsteorien, som viste hvordan lyshastigheten faktisk kunne være konstant, uten å ødelegge vår vanlige oppfatning av naturen. Denne teorien tok for seg hvordan legemer beveger seg i forhold til hverandre, men inneholder ikke gravitasjon, som er en av de viktigste kreftene. Derfor fortsatte Einstein å jobbe med dette frem til 1916, da han publiserte sin *generelle* relativitetsteori. Dette er en gravitasjonsteori som kan anvendes på hele universet sett under ett. Altså: DERSOM Einsteins teori er korrekt, SÅ vil universet ha noen ganske spesielle egenskaper. Den viktigste her, er kanskje at universet enten må utvide seg, eller trekke seg sammen; det kan ikke være stabilt.

Men i 1916 var dette fortsatt ikke mer enn en teori. De neste tiårene ble det imidlertid gjort en rekke eksperimenter som viste at teorien faktisk ga korrekte forutsigelser (Noen eksempler: 1. Lyset blir bøyd av solens gravitasjonsfelt, og dette målte man ved en solformørkelse. 2. Merkur beveger seg ikke slik man skulle tro, men det trengs korreksjoner for å beskrive dens bane. 3) Bølgelengden til lys blir lengre dersom det forlater Jordas gravitasjonsfelt) ., mens Newtons gamle mekanikk ga gale svar! Altså har vi sterke grunner til å tro på denne teorien.

Den viktigste forutsigelsen til Einsteins teori, er altså at universet utvider seg. Og denne forutsigelsen kunne vært fremsatt FØR det faktisk ble observert av Hubble i 1927 (tror jeg det var). Einstein var dessverre så overbevist, som alle andre, at universet var uforanderlig, at han innførte et triks for å få ting stabile, og gikk dermed glipp av en av tidenes kanskje største forutsigelser. Han kalte dette senere "sitt livs største tabbe". I de siste år har det imidlertid vist seg at trikset han innførte, kan være en svært god beskrivelse av virkeligheten...

Som sagt, i 1927 oppdaget Edwin Hubble at universet utvidet seg, ved å måle at alle galakser beveger seg bort fra hverandre. Hvis man derfor kunne se universets utvikling i baklengs film, ville man se at alle galakser kom fra samme punkt hvor tettheten var svært stor. Med andre ord kan utviklingen sammenliknes med en eksplosjon, og dermed ble navnet "Big Bang" festet til modellen, opprinnelig som et skjellsord. (Sammenlikningen med en eksplosjon er ikke spesielt god teknisk sett, men gir kanskje et bilde av hva man tenker seg.)

Utover på 50- og 60-tallet var det astronomiske miljøet delt i to leire, en som mente at Big Bang var korrekt, mens en del mente at den såkalte Steady State-modellen var riktig. Denne forutsa at universet var evig det samme sett på store skalaer, og utviklet seg overhodet ikke. Det at universet faktisk ekspanderte forklarte man med at nytt materiale ble dannet innimellom det gamle, og ting så derfor likt ut hele tiden.

Problemet i denne perioden var at man ikke hadde gode eksperimenter som kunne skille mellom de to modellene. Bortsett fra en liten ting; en fysiker som het Gamow brukte kvantemekanikken til å vise at dersom Big Bang-modellen var riktig, ville det finnes en radiostråling overalt i universet. Dette var ikke mulig i Steady State.

Når så Penzias og Wilson, to radioastronomer ved Bell Laboratory (telefonselskap i USA), tilfeldig kom over et signal i 1965 som passet perfekt til Gamows beskrivelse, var kampen i realiteten avgjort. Dette fenomenet gjorde at Big Bang ble stående alene som eneste modell som faktisk forklarte universet.

Denne radiostrålingen kalles bakgrunnsstrålingen, og omtrent 1% av støyen man kan se på en TV som ikke er innstilt på noen kanal skyldes denne strålingen. Det som er det interessante med denne, er at den viser hvordan universet så ut omtrent 380,000 år etter Big Bang, og er dermed den eldste informasjonskilden vi har om universet. Svært mange astronomer arbeider daglig med å analysere informasjonen som er gjemt i denne, og gjennom disse arbeidene kan vi finne ut f.eks. hvor gammelt universet er (13.6 milliarder år), hvor stor tetthet det er i universet og hvordan det vil ende. Faktisk ble de beste resultatene fra disse studiene sluppet for bare en måned siden, så for to måneder visste vi langt mindre om universet enn vi gjør i dag. Ting skjer raskt i dette området for øyeblikket.

Hvis jeg skal sette det opp på stikkords-form, ville jeg si at dette er hovedpunktene:

  • Einsteins generelle relativitetsteori
  • Edwin Hubbles oppdagelse av det ekspanderende univers
  • Gamows forutsigelse av en bakgrunnsstråling
  • Penzias og Wilsons oppdagelse av denne strålingen

Hva er forskjellen på teoriene "Big Bang", "bobleteorien" og "Big Crunch"?

Dette er egentlig ikke "forskjellige" teorier, men beskrivelser av hva som skjer på forskjellige tidspunkt og steder. Ideen bak et Big Bang er ganske enkelt at universet begynte som en tett samling elektromagnetisk stråling og energi, og så utvidet seg i raskt tempo. Denne utvidelsen pågår fortsatt i dag.

Det som kalles bobleteorien er en forestilling om at "universet" er langt større enn det vi kan observere, og hva vi regner som "vårt univers". Her er ideen at det i utgangspunktet var et rom med svært forskjellig tetthet rundt omkring. Men overalt hvor egenskapene var "passe", hva nå det betyr, begynte den raske ekspansjonen som kalles Big Bang, og man tenker seg altså at det finnes mange universer, på en måte.

The Big Crunch, derimot, er en forutsigelse av hva som vil skje med vårt univers ettersom tiden går. Dersom det er nok materie i universet, vil nemlig gravitasjonskreftene bremse opp ekspansjonen, og etterhvert trekke det hele sammen igjen, akkurat som når man kaster en ball opp i lufta. Dette er altså slutten på universets historie, mens Big Bang er begynnelsen.

Når det er sagt, så er ideen om et Big Crunch blitt sterkt svekket de siste årene. Det viser seg nemlig at universets ekspansjon *aksellerer*, dvs. går stadig fortere. Dette strider mot ideen om at gravitasjonen er dominerende, og tyder på at universet vil utvide seg til evig tid.

Et av de mest aktive forskningsområdene i dag er derfor å finne ut hva som fører til denne aksellererte ekspansjonen, og mange teorier er utformet. Blant de mest populære er kanskje forestillingen om et såkalt skalarfelt, som gir energi til vakuumet. Dette er en moderne kvante-mekanisk teori som gir et fysisk innhold til ideer utformet av Einstein allerede i 1916.

Vi lurer på om du kunne forklare oss på en enkel måte Newtons og Einsteins lover/teorier om hvordan det fungerer i verdensrommet.

I 1905 utviklet Einstein sin spesielle relativitetsteori, som sier at lysets hastighet er konstant, dvs. at uansett hvor fort dere kjører i forhold til en lysstråle, vil lysstrålen ALLTID kjøre fra dere med samme hastighet. Dette er svært lite intuitivt, og krever en del tilvenning. Vel, i denne teorien var ikke gravitasjon inkludert, og kunne derfor ikke anvendes på slike problemer. De neste årene ble derfor benyttet til å utvikle et helt nytt matematisk språk (ikke først og fremst av Einstein, men av matematikere som Cartan, Christoffel, Levi-Civita), og i 1916 ble den generelle relativitetsteorien formulert.

Denne teorien sier at gravitasjon ikke er noen egentlig kraft i vanlig forstand, men heller at selve rommet er krumt på grunn av materien. Alle legemer ønsker så å bevege seg i rett linje, men fordi selve rommet er krumt, er ikke en rett linje det man vanligvis oppfatter det som. En måte å tenke seg dette på er ved hjelp av vår egen Jord-klode. Tenk deg at du starter her i Norge, og går rett fram i en eller annen retning. Fordi du er låst fast til Jordas overflate, vil din ferd følge en sirkel, og til slutt kommer du fram dit du starter. Dette kan beskrives som en bevegelse i et krumt rom, nemlig en kuleflate.

Det samme gjelder for planetenes gang rundt Sola; fordi selve rommet rundt Sola er "kuleformet" pga. Solas masse, går de i en lukket bane.

Så tilbake til spørsmålet. Newtons lover er helt akseptable på små skalaer, som f.eks. innenfor vårt eget solsystem. Newtons lover gir svært gode resultater, selv om Einsteins lover gir noe bedre i visse tilfeller. Man kan altså si at Newtons lover er et spesial-tilfelle av Einsteins, og de har bare begrenset gyldighet.

Hvis man skal beskrive hvordan galakser påvirker hverandre, er man nødt til å bruke Einsteins generelle relativitetsteori. Og så langt vi vet i dag, gir denne teorien resultater som er gyldig for hele universet under ett. Derfor kan vi benytte denne til å beskrive hvordan universet har utviklet seg, og som en direkte konsekvens av disse lovene kan vi si at universet startet som en liten, tett materiesamling.

Hva er mørk materie?

Det er forskjellige teorier på dette, men så langt har ingen kunnet fastslå hvilke egenskaper den har, og vi har i alle fall ikke observert noe slikt materiale direkte. Det viktigste poenget er imidlertid at denne materien påvirker vanlig materie gjennom gravitasjon, men ikke gjennom andre krefter, som f.eks. elektriske eller magnetiske krefter.

Energi og masse to sider av samme sak, og gravitasjonskrefter virker mellom materie. Altså virker det også gravitasjon mellom energi-ansamlinger. Dette kommer kanskje klarest til uttrykk gjennom Einsteins likninger i generell relativitetsteori:

Eμν = konstant × Tμν

Dette er en differensial-likning, hvor venstre side beskriver geometrien til rommet (hvilket i denne teorien tolkes som vanlig gravitasjon), og høyre side beskriver masse- og energi-fordelingen i rommet. Spesielt er T avhengig av trykket på et gitt sted, og ikke bare tettheten, som i vanlig Newtonsk teori. Og trykket kan man forbinde med energien på et gitt sted.

Vel, poenget med å henvise til likningen over, som antas å styre universets utvikling og er basis for alt vi gjør, er at den er en differensial-likning, dvs. at venstre side kun inneholder deriverte med hensyn på tid og rom, og ikke rommet selv (men det kan du naturligvis ikke se av uttrykket som skrevet over). Det betyr at man kan introdusere en KONSTANT, uten å ødelegge relasjonen.

Denne konstanten, ofte markert med den greske bokstaven lambda, er altså en ren teknisk ting som oppstår pga. av likningens form. Opprinnelig introduserte Einstein denne konstanten fordi han trodde at universet er konstant, og altså ikke utvikler ser, og for å kunne beskrive et slikt univers, trengte han nettopp en slik konstant. Nå viste det seg senere at universet FAKTISK utvider seg, og han gikk dermed glipp av kanskje tidenes største vitenskapelige forutsigelse. Faktisk kalte han dette sitt livs største tabbe.

Som sagt, Einsteins ide var å introdusere en konstant i likningene sine for å motvirke den ekspansjonen/kontraksjonen som ble forutsagt, og dermed få et univers som var uforanderlig. Og altså må denne konstanten ha en "negativ gravitasjonseffekt", så å si.

Nå var kanskje Einsteins "tabbe" ikke så ille som han først trodde, for i de siste årene tyder mer og mer på at man trenger nettopp denne lambda for å forklare observasjonene. Uten denne klarer man nemlig ikke å forene de forskjellige eksperimentene, og spesielt WMAP, som du referer til over, setter svært stringente krav med hensyn til dette.

Den fysiske tolkningen av denne matematiske konstanten kan finnes ved å studere Einsteins feltlikninger, og man kommer nokså greit frem til at den har samme effekt som om selve vakuumet har en energi. Det formelle kravet til vakuum er at det skal være såkalt Lorenz-invariant, hvilket vil si at det skal se likt ut uansett hvordan man beveger seg i forhold til det. Og hvis vakuumet faktisk er Lorenz-invariant, må dets energi ha svært spesielle egenskaper. Spesielt har det en såkalt tilstandslikning som sier at dets trykk er likt dets negative tetthet (begge ting høres nokså rart ut med tanke på vakuum, ikke sant? Tetthet og trykk for vakuum?! :-)

Vel, saken er dermed at vi antar at den matematiske konstanten introdusert av Einstein i 1916 faktisk har en fysisk realitet pga. eksperimenter, og den fysiske tolkningen av denne konstanten er vakuum-energi. Problemet oppstår så fordi vi ikke vet noe om HVORFOR denne energien oppstår, og dermed har den fått navnet "dark energy".

Tilsvarende trenger vi dessuten en annen type materie, som vi heller ikke aner hva er for noe. Vi kan bare måle dens gravitasjonelle effekt. Og denne materien kaller vi "dark matter". Dette er altså ikke noe annet enn navn på noe som foreløpig er ukjent for oss.

Slik er det; det er mye vi ikke vet enda, og det er derfor kosmologi er så spennende!

Hva ekspanderer universet inn i?

Jeg vet ikke om jeg har noen gode lenker på dette, men jeg kan jo prøve å gi en analogi. Tenk på overflaten til en ballong. Og jeg understreker at det er nettopp *overflaten* som er det viktige her, IKKE rommet innenfor eller utenfor. Anta videre at ballongen er perfekt kuleformet, så man kan se bort fra luftinntaket.

Først, ballongen er rund, og har derfor ikke noe sentrum. På samme måte er universet vårt -- det har ikke noe sentrum alt beveger seg bort fra. Anta så at man begynner å blåse opp ballongen. Da blir overflaten større og større, OG ALLE PUNKTER BEVEGER SEG BORT FRA HVERANDRE. Det er nettopp dette vi mener med at universet ekspanderer -- alle punkter beveger seg bort fra hverandre, eller selve rommet blir rett og slett større.

Nå er ballongen to-dimensjonal, og vi kan derfor lett forestille oss hvordan denne ekspansjonen foregår, ettersom vi selv er tredimensjonale vesner. Problemet med å forestille seg universets ekspansjon er at rommet selv er tredimensjonalt, og siden våre egne sanser er begrenset til tre dimensjoner, klarer vi ikke å visualisere hvordan et fire-dimensjonalt rom ser ut. Analogien fungerer derfor dårlig fra et visuelt perspektivt.

Likevel er den sterkere enn man kan tro. Poenget er nemlig at også det tre-dimensjonale rommet er krumt, på samme måte som ballongen, og dersom det er lukket (hvis du har lest bøker om dette, vet du kanskje hva dette betyr), vil man kunne gå i en retning, og til slutt komme tilbake til utgangspunktet. Dette er tilsvarende det man opplever om man går i en retning på Jordkloden. Til slutt kommer man tilbake dit man startet.

Men om du prøver å se dette for deg, vil du slite, for hvordan et krumt, tre-dimensjonalt rom ser ut, er ikke lett. Likevel, matematisk er det like enkelt å operere med et krumt tre-dimensjonalt rom som et to-dimensjonalt, og i eksperimenter ser vi at denne fremstillingen faktisk er korrekt. Så som du sier, ingen bestrider at rommet utvider seg, og ikke heller at det er krumt. I Einsteins generelle relativitetsteori er faktisk rommets krumning det samme som gravitasjonskrefter!

Jeg finner ikke noe som kan forklare meg hva tyngdekraften ER. Hva er den egentlig?

Hvis du, i likhet med Einstein, ikke er særlig fornøyd med magiske krefter som virker på lange avstander, blir du nødt til å godta rommets krumning. Igjen, tyngdekraft er ikke noe annet enn en manifestasjon av rommets krumning.

Rundt enhver masse- eller energiansamling blir rommet krummet. La oss igjen ta i bruk en analogi. Anta at vi legger en kanonkule på et uendelig stort gummi-laken. Da blir lakenet dratt ned der vi legger kula, og lakenet blir strukket. Eller sagt på en annen måte, det blir krumt. Anta nå at vi sender en liten klinkekule inn fra en eller annen kant. Så lenge klinkekula befinner seg langt borte fra kanonkula, beveger den seg i rett linje, mens etterhvert som den kommer nærmere, vil den bli stadig sterkere påvirket, og dens bane vil bli avbøyd.

Dersom vi ikke så at gummilakenet var bøyd, ville vi si at de to kulene trakk på hverandre gjennom en eller annen magisk kraft. Men ettersom vi nå ser lakenet, oppdager vi at kulene bare prøver å bevege seg i rett linje, men at selve rommet de beveger seg i, er krumt pga. det andre legemets tilstedeværelse.

Slik er det også med vårt eget tre-dimensjonale rom. Sola krummer rommet rundt seg, og planetene prøver å gå i rett linje, men de sitter fast i "hullet" rundt Sola, så å si, som små klinkekuler rundt kanon-kula. Og siden det ikke er noe friksjon i verdensrommet, fortsetter de bare å gå rundt og rundt.

Som du ser, er Einsteins ide om et krumt rom langt mer elegant enn Newtons langdistanse-krefter, ettersom alle effekter er lokale. Rett og slett vakkert. Og når Einsteins teorier i tillegg gir langt mer nøyaktige svar enn Newtons i konkrete eksperimenter, er det all mulig grunn til å ta ideen om et krumt rom på alvor.

Hva vet du om det som kommer til å skje i verdensrommet i fremtiden?

Hm... det var et ganske stort spørsmål. Hvis du mener hva som kommer til å skje med universet veldig veldig langt i fremtiden, kan jeg skissere for deg et par hovedtrekk om hva forskerne tror kommer til å skje.

Om ca. 5 milliarder år har Solen brukt opp sitt brennstoff og vil derfor gå inn i en fase som kalles en rød kjempestjerne. Den vil svulme opp og i hvert fall vil planetene Merkur og Venus bli oppslukt, Jorden vil i beste fall bevege seg i kjempestjernens ytterste atmosfære og bremses, deretter vil den da flytende Jord spiralere inn i Solen.

For tiden ser det ut til at universet utvider seg fortere og fortere. Hvis dette fortsetter i fremtiden, altså hvis universet ikke kollapser tilbake til et "big crunch", kan vi estimere at om 100 000 milliarder år vil alle stjernene være sloknet. Det vil ikke eksistere stjerner mer, bare mindre, døde rester av stjerner som en gang lyste slik som Solen gjør det i dag.

I sentrum av galaksene er det store sorte hull, gjennom hele galaksens liv blir stjerner nær hullet flådd i stykker av den store tyngdekraften og slukes, hullet blir dermed tyngre og større. Selv om det er langt mellom stjernene (og etter hvert stjernerestene), kan de noen ganger komme nærme hverandre og få bevegelsesenergi slik at de forlater galaksen, eller spirallerer inn mot det store sorte hullet i midten. Om 100 milliarder milliarder år er de store samlingene av stjerner som vi kaller galakser, borte. Universet består av løse stjernerester, planeter og sorte hull.

Etterhvert vil de eneste objekter som en gang var stjerner, være sorte hull som svært sakte fordamper. Ti milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder milliarder år etter Big Bang vil til og med de sorte hullene ha fordampet, og det eneste som eksisterer i universet vil være restprodukter som fotoner med enormt stor bølgelengde. Dette kalles "The Dark Ages". Universet som vi kjenner det vil være borte. Universet ender altså med å være et umådelig stort, tomt og kaldt sted, et meget uinteressant sted, men med en spennende fortid (især i den allertidligste barndom hvor vi befinner oss).

Se her for en illustrasjon:

http://www.pbs.org/deepspace/timeline/

Og her står det mer om planetenes, Solens, galaksenes osv fremtid:

http://www.rundetaarn.dk/dansk/observatorium/unifremtid.html

Jeg har lest at de fjerneste galaksene som er observert er ca 13.5 milliarder lysår borte, og slik beregnes universets alder til ca 15 milliarder år. Men jeg forstår ikke dette helt. Vil ikke universet ha utvidet seg ytterligere ca 13 milliarder lysår på den tiden lyset fra disse fjerne galaksene bruker på å nå oss, slik at den egentlige alderen på universet blir 15 pluss 13 milliarder lysår?

Når vi sier at Universet utvider seg, innebærer det at alle galaksene beveger seg bort i fra hverandre og at Universet har ikke noe sentrum. Ved å studere en bolledeig som hever seg er det lettere å skjønne dette. Rosinene (galaksene) beveger seg bort i fra hverandre når deigen hever. Samme hvilken rosin (galakse) en ser på vil alle da andre rosinene (galaksene) bevege seg bort. Ingen av galaksene er i sentrum for utvidelsen. Men hver galakse vil kunne se ~15 milliarder lysår i alle retninger.

Når det gjelder alder spørsmålet, er det viktig å huske på at det lyset vi ser i dag ble sendt ut for lenge siden. Det som skjer akkurat nå i galaksen vil vi ikke se foer om 13.5 milliarder lysår, siden lyset med informasjonen tar så lang tid å nå oss. Men det lyset vi mottar fra galaksen i dag, forteller hva som skjedde for 13,5 milliarder lysår siden. Vi ser altså tilbake i tiden!

Stemmer det at Big Bang egentlig ikke var et “smell”?

Uttrykket “Big Bang” er ganske riktig noe misvisende. En veldig vanlig misforståelse er at Big Bang-teorien sier at universet oppstod da “noe” eksploderte ett eller annet sted i rommet. Men da forutsetter man jo at det allerede eksisterer noe ... Hovedpoenget med Big Bang-teoerien er tvert i mot at tid og rom har en begynnelse. Hva som skjedde i begynnelsen vet vi imidlertid enda ikke. Dagens Big Bang-teori tar oss med tilbake til en bitteliten brøkdel av et sekund etter Big Bang, men ikke helt tilbake. Det bortimot alle astronomer er enige om i dag, er at universet i en fjern fortid må ha vært i en tilstand av ufattelig høy temperatur og tetthet og at det har utviklet seg fra denne tilstanden til dagens univers. Grunnen til at man er så sikre på dette, er bl. a. at universet er fylt med en radiostråling som er lik i alle retninger.

Hva er Hubbles konstant?

Galaksene utenfor vår lokale galaksehop fjerner seg fra oss. Hastigheten de fjerner seg fra oss med er proporsjonal med avstanden fra oss. Dette kalles Hubbles lov. Hubbles konstant er proporsjonalitetskonstanten i Hubbles lov, og er dermed et mål på hvor fort galaksene fjerner seg fra oss som funksjon av avstand. Indirekte blir den dermed også et mål på universets alder.

De ferskeste estimatene for verdien av Hubble-konstanten gir at den er omtrent 70 km/s/Mpc, der Mpc er en million parsec, og 1 parsec er 3.26 lysår. “Hubble-konstanten” er egentlig en funksjon av tid, så vi snakker vanligvis om Hubble-parameteren. 70 km/s/Mpc er derfor dagens verdi av Hubble-parameteren.

Hvilke teorier finnes for universets yttergrenser? Hvordan kan denne grensen defineres, og hva finnes i tilfelle utenfor?

Det finnes ikke noe slikt som “universets yttergrenser”, på samme måte som det ikke fins noe “sentrum” i universet. Det fins heller ikke noe “utenfor universet”, på samme måte som det ikke finnes noe “nord for nordpolen”.

OK, dette krever vel en nærmere forklaring. Tenk på jordens overflate. Det er et eksempel på en lukket, krum, todimensjonal flate. Det betyr at det ikke finnes noe “sentrum” eller “periferi” på Jordas overflate. Det betyr også at Jordas overflate er uten grenser, men den har selvsagt ikke uendelig stort areal. I moderne kosmologi tenker man seg universet litt på samme måte, bare at vi nå snakker om et krumt tredimensjonalt rom. Dette er selvsagt helt umulig å se for seg, men det er ikke prinsipielt vanskeligere å regne i flere dimensjoner enn det vi kan se for oss. Dette innebærer at det altså ikke finnes noe sentrum eller periferi i universet, og at universet er av endelig størrelse, men samtidig grenseløst. Siden universet er alt som eksisterer, ekspanderer det heller ikke “inn i noe” ...!

Publisert 2. mai 2011 15:26 - Sist endret 10. nov. 2014 15:14