Hvor skete Big Bang? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

08. november 2010

Hvor skete Big Bang?

Hej Spørg om Fysik
I jeres netbrevkasse er temaet om lyset fra universets første tid blevet behandlet fra tid til anden. Alligevel tillader jeg mig at spørge til emnet, men fra en lidt anden synsvinkel. Jeg håber på jeres tålmodighed - og svar på spørgsmålet.

Arno Penzis og Robert Wulson foran den mikrobølge-antenne hvor man første gang målte baggrunds-strålingen fra Big Bang i 1065. Ideen kom fra G. Gamov (1948).

Men nu til sagen: Med udgangspunkt i teorien om The Big Bang (BB) antager vi, at Universet for 13.7E9 år siden var samlet i ét punk. Når man derfor spørger, hvor BB fandt sted, så er svaret, at BB fandt sted "Her".

Når vi "i nyere tid" har observeret - og stadig observerer - den kosmiske baggrundsstråling (CMBR), er det sket ved, at fotoner har været opfanget i diverse sensorer (FIRAS(COBE), WMAP, etc.), der registrerer CMBR. Disse fotoner har "rejst", siden de blev "sendt afsted" omkring 300.000 år efter BB, og de bliver - ligeledes - modtaget "Her".

"Her" og "Her" er samme sted, så CMBR photonerne har altså rejst i 13.7E9 - 300.000 år og er nu kommet tilbage til udgangspunktet!

Spørgsmålet er nu: Hvordan har disse CMBR photoner tilbagelagt rejsen igennem Universet i den forløbne tid? Har de rejst langs rette linjer i et Warped Space? Har de været på besøg i parallelle universer? Er der i det hele taget tale om den rette fortolkning af den observerede "CMBR"? Er der overhovedet en sammenhæng mellem "CMBR" og BB?

Eller kan vi, hvis fotonerne har bevæget sig med lysets hastighed efter rette linjer, på denne baggrund sige noget om Universets (gennemsnitlige) ekspansionshastighed siden BB:

(13.7E9 - 300.000)/13.7E9 = .999978

svarende til en ekspansionshastighed på 99.9978 % af lysets hastighed

Det lille billede på forrige side: Billedet viser fordeling af baggrundsstrålingen (2,7 K stråling)

Med venlig hilsen
C E

Det er et godt spørgsmål, og et vi ofte bliver stillet. Svaret er, at universet ikke var samlet i et punkt. Big bang har ikke noget centrum.

Det er helt essentielt, at der i BB modellen intet centrum er. Alle vores observationer indikerer, at der ikke er noget sted i universet, der er mere centralt end noget andet. Du kan sige, at alle punkter er et centrum, eller du kan sige, at der intet centrum er.

Jeg ved godt, at forsimplede fortællinger om BB modellen ofte snakker om udvidelsen fra et punkt, og dermed får en til at tro, at der er et universalt centrum. Men det er helt forkert. BB taler om udvidelse, som gælder om et hvilket som helst punkt.

Det BB modellen siger er, at det som du kan se, engang var meget tættere på hinanden. Det kan du kalde det synlige univers. Hvis du taler med en anden observertør (som sidder et andet sted), så er hans synlige univers lidt forskubbet i forhold til dig, og dermed ville han sige, at alt kom fra et lidt andet sted.

Det mentale billede, som stemmer bedst overens med observationer er, at universet var stort (måske uendeligt stort) til ethvert tidligt tidspunkt. Det synlige univers derimod vil, for enhver observatør, være endeligt.

Tænk på det som en stor klump dej, der ligger og hæver (det er det uendelige univers). Hvis du betragter en lille klump inde i dejen, så var denne klump tidligt ganske lille (måske 1 cm^3, men det bliver til dit synlige univers engang), men efter lang tid er den blevet kæmpestor (måske 10 cm^3, som svarer til hele dit synlige univers idag).

CMB fotonerne kommer altså fra andre steder i universet, og de har rejst på lige linjer gennem universet, altid med lysets hastighed.

Med venlig hilsen
Steen H Hansen