Universets skabelse – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

26. februar 2015

Universets skabelse

Hej Spørg om Fysik
Hvis alt stof var samlet i 1 singularitet, som herefter eksploderede, og tilførte vores univers den energi det indeholder. Kan man så beregne hvilken masse der blev konverteret til energi for at denne ændring kunne foregå?

Det jeg sigter på er:

  • Hvis vi forestiller os at en del af singulariteten/universet bliver omdannet til energi, har singulariteten været af højere masse da den samlede sig.
  • Dette implementere det forhold, at vores univers IKKE er det første.

Det kunne være som følger:

  • Stof samles til singularitet og eksploderer
  • Masse af stof er stor nok til at processen foregår ofte, med faldende frekvens, da der bruges masse hver gang, og ender ved vores univers, der ikke har nok masse til at samles igen.

Hvad siger du til denne ide?   

Med venlig hilsen
J S

Til at begynde med må jeg sige, at vi ikke med sikkerhed ved om Universet er endeligt eller uendeligt stort. Observationer tyder dog på at det er uendeligt stort, og hvis det er sandt, er dets masse/energi også uendeligt stor.

Normalt når vi snakker om "Universet", f.eks. i forbindelse med hvor stort det er eller hvor meget masse det indeholder, tænker vi derfor på "det observérbare Univers", hvilket er den kugleskal vi sidder i midten af, og hvis radius svarer til den afstand, som lyset har kunne bevæge sig i Universets levetid. Universet er knap 14 mia. år, men kugleskallen har en meget større radius end 14 mia. lysår, fordi Universet udvider sig. Faktisk er det 46.5 mia. lysår i radius. Hele Universet er altså meget større end dette, måske uendelig meget større, men vi kan endnu ikke se det, fordi lyset endnu ikke er nået ned til os.

Jeg fornemmer på dit spørgsmål at du, som næsten alle andre, har en forkert opfattelse af Big Bang. Big Bang var ikke "alt stof samlet i ét punkt i rummet, som eksploderede og bredte sig ud i dette rum". Tværtimod var Big Bang skabelsen af selve rummet, og en efterfølgende udvidelse af dette rum.

Når vi taler om Big Bang's singularitet er det altså ikke (nødvendigvis) fordi alt stoffet var samlet i et punkt, ligesom man kender det fra sorte huller, men nærmere et udtryk for, at tætheder og temperaturer går mod uendelig, hvilket betyder at vores gængse fysiske love bryder sammen. Jeg sætter "nødvendigvis" i parentes, fordi et endeligt univers vil starte som et punkt, mens et uendeligt univers altid vil have været uendeligt.

Hvad der skete inden det første picosekund efter Big Bang er stadig temmelig usikkert. Alligevel findes der flere velbegrundede teorier og hypoteser, og en af de bredest accepterede er, at der i starten blot var et "felt" af potentiel energi, som udvidede sig helt ekstremt i et splitsekund, hvorefter energien "fældede ud" til fotoner og andre relativistiske partikler, som så igen senere omdannedes til kvarker, protoner, elektroner, osv.

Det var altså ikke masse, der blev omdannet til energi, men snarere omvendt.

Men det betyder ikke, at du ikke kan have ret. Ideen om et "cyklisk univers" har været fremme i hvert fald siden 1930, hvor bl.a. Einstein overvejede et oscillerende univers som en mulig kosmologisk model. Hvis Universet har masse nok, og udvider sig tilstrækkeligt langtsomt, kan det på et tidspunkt vende rundt om trække sig sammen og ende i et såkaldt "Big Crunch", hvorefter det kunne begynde forfra, eventuelt med nogle lidt andre fysiske love. Det ser dog ikke ud til at vores Univers undergår denne skæbne, for efterhånden er det blevet veletableret, at Universet ikke bare udvider sig, men faktisk accelererer i sin udvidelse.

Så med mindre der på et tidspunkt viser sig en ny komponent i Universet, der kan modvirke denne acceleration, vil vi (desværre) nok udvide os for evigt, mens temperaturen falder mod det absolutte nulpunkt, der bliver længere og længere mellem alt, og Universet bliver trist, mørkt, koldt, og goldt.

Bedste hilsener
Peter Laursen

Ps.: Du kan læse mere om cykliske universer her: https://en.wikipedia.org/wiki/Cyclic_model