Måling af universets alder – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Måling af universets a...

01. marts 2010

Måling af universets alder

Hej Spørg om Fysik 

Universets alder er målt og angives som 13.7 milliarder år.

Det antages, at en fremmed observatør sidder i en fjern tung galakse i en afstand fra jorden på f. eks. 10 milliarder lysår. Han måler også på universets alder. Vil denne observatør i dette øjeblik finde den samme alder for universet?

Det antages, at de to observatører kan kommunikere med radio. Vil de kunne blive enige om  alderen af universet?  Kan vi forklare den fjerne observatør hvad et år er?

Billedet: Viser to spektre hvor linjerne i det ene er rødforskudt.

Med venlig hilsen
L S K

Vi starter bagfra. Det at antage, at vi kan kommunikere med en civilisation andetsteds i universet, er ikke indlysende. Lad os tro på, at vi kan gøre os forståelige for hinanden. Der er i det mindste det fælles sprog matematikken.

De ideer man har til kommunikation af afstande og tidsrum knyttes til naturkonstanterne. Der har været arbejdet med problemet siden 1960'erne. Prøv at søge på f.eks. CETI på internettet. Der har været lyttet på mange bølgelængder i radiobølgeområdet siden, og der er udviklet computerprogrammer, som kan hjælpe med at sortere støj og signaler.

Der er over en million modtagere ofte ved private, knyttet til en PC (med et gratis programmel), men i perioder har også verdens største radioteleskop Arecibo i Puerto Rico (305 m i diameter) været anvendt.

Når man skulle fastlægge tidsenheden, kunne man f.eks. fortælle hvad frekvensen er på den elektromagnetiske bølge, som man taler sammen på, eller man kunne beskrive elektronkonfigurationerne af grundstofferne, udpege f.eks. Cæsium (Cs) og fortælle, hvad frekvensen er i grundsvingningen etc. Når man først er enige om en frekvens, kan man også blive enige om tider, som så bare er et antal svingninger af den pågældende frekvens. Når man har en tid, kan man definere en længde ud fra lyshastigheden, som jo også er fælles osv. Det springende punkt er overhovedet at forstå hinandens signaler. Det er klart ikke nemt at "lege" spørgsmål svar når den tid der går fra spørgsmålet stilles, til svaret kommer, er 2* 10 milliarder år, altså skal alt fremgå af den ene transmission, man udsender.

Dernæst kommer problemet med at få et signal over sådanne afstande og sikre, at signalet ikke overdøves af rummets støj. Vore radiosignaler og fjernsynssignaler er pt. maksimalt omkring 100 lysår ude (vi har brugt radio i ca. 100 år, men sendte ikke særligt kraftigt de første år) og de fleste er nok kvalt i støj, så vi har kun få mulige tilhørere. Sender man målrettet f.eks. med LASER efter et givet sted ude i rummet, kan man uden tvivl med dagens teknik nå Andromeda, som er 2,3 millioner lysår væk, og en af vore nærmeste naboer, men det er så det. Også her bliver tiden for lang til at kunne støtte en bevilling, til at gøre det, det er jo noget længere end en valgperiode. Jeg er bange for, at vi er nødt til at holde os til den hjemlige andegård.

Betingelser for eksistensen af liv

Med vores nuværende teknik kommer vi ikke til nogen anden stjerne, men evt. liv. Problemet at komme rundt i planetsystemet er stort nok. Statistisk forventes liv at findes, under en masse antagelser, med afstande omkring 100 lysår.

Vi kan, hvis vi ønsker det, men det må der jo tænkes over, søge at kommunikere med evt. intelligenser indenfor nogle 100 lysår. Chancen for at liv, som vi ved det kan eksistere, findes, er ret lille. Kravene er en stjerne, ikke for stor, sådan i størrelsesorden solen, ikke en dobbeltstjerne, og som brænder i 4-10 milliarder år.

Solen er ikke den eneste stjerne i universet, som har planeter i omløb omkring sig. Planeter uden for vores eget solsystem kaldes exoplaneter. Vi kender idag til mere end 300 exoplaneter.

Den første Jord-lignende exoplanet, man har observeret, bevæger sig om stjernen Gliese 581, ca. 20 lysår herfra, og er ca. 5 gange større end Jorden.

Den skal have planeter i passende afstande, så dele af planetoverfladen ligger imellem 0 og 100 ⁰C (flydende vand). Endeligt skal livet på planeten have nået et passende niveau, så de kan kommunikere med os (havde vi modtaget budskaber f.eks. i år 1900, ville vi ikke have teknik til at modtage dem, vi ville aldrig opdaget det). Der er jo ingen der ved, hvor længe vor civilisation eksisterer, den har jo ikke mange år på bagen - under 100 000 år i alt.

Er vi her endnu om andre 100 000 år?

Skal vi snakke med andre, så skal der være et fælles tidsrum, hvor begge har muligheden. Muligheden er altså ret lille i virkeligheden. Ønsker man kommunikation kan man udsende meddelelser passende sammensat imod forventede steder for liv, det er et politisk spørgsmål.

Altså indtil videre ingen kommunikation på de store afstande, men kan vi forstå hinandens tids og afstandsbegreber, ville de to observatører så være enige?

Efter min mening ja. Aldersbestemmelsen baseres på flere faktorer bl.a. rødforskydningen af fjerne galakser dvs. deres fart væk fra os, der er ingen grund til at tro, at det er anderledes noget sted i universet. Den bestemmelse afhænger ikke af en fælles tids- og længdeenhed. Desuden f.eks. på baggrundsstrålingen efter Big bang (mikrobølgebaggrunden), den burde også være ens overalt, så ja, jeg tror, at de vil sidde med samme resultat, men uden mulighed for nogensinde at sammenligne.

Der drives seriøs forskning over mulighederne for liv andetsteds i universet, der afholdes konferencer mm., men der er dags dato ingen videnskabelige indikationer af, at det findes. Universet er stort, der er flere sole (stjerner) end sandskorn på jorden, det ville være overraskende, hvis vi er unikke, så livet er der nok, men det er ikke sikkert, at vi får kontakt med det. Konstateringen af liv ude i rummet kunne i øvrigt godt have en række etiske og religiøse følger her på jorden, men det falder udenfor denne spalte.

Med venlig hilsen
Malte Olsen