For 13,8 milliarder år siden var universet en entydighed - rum uendeligt komprimeret af højt tryk. På mindre end en brøkdel af en milliardedels sekund udvides denne lille prik imidlertid til en utrolig størrelse. Den klassiske historie i vores univers har en begyndelse, en midt og en ende. I henhold til den generelle relativitetsteori (GR) fra Albert Einstein, bør udvidelsen af universet gå langsommere. Virkeligheden maler dog et helt andet billede: Universet udvider sig hurtigere og hurtigere. Forskere mener, at grunden til denne uoverensstemmelse er mystisk mørk energi, men det er muligt, at vores forståelse af universet og dets udvikling skal revideres.
Der er mange antagelser om, hvordan vores univers opstod, og hvorfor det eksisterer.
Hvordan startede det hele, og kunne det være andet?
Universet begyndte at udvide sig umiddelbart efter Big Bang. Ekspansionsraten i det tidlige stadium af dens udvikling - denne proces kaldes kosmologisk inflation - var meget hurtigere end efter afslutningen af inflationen. Så gradvist ekspanderede universet og afkøles, men kun med en brøkdel af den oprindelige hastighed. I de næste 380.000 år var universet så tæt, at rummet var et uigennemsigtigt, super-varmt plasma med spredte partikler. Da universet afkølet nok til, at de første hydrogenatomer kunne dannes, blev det gennemsigtigt for lys at passere. Derefter brød stråling ud i alle retninger, og universet var på vej til at blive det, vi ser det i dag - tomt rum, der skifter med klumper af gas og støv, stjerner, galakser, sorte huller og andre former for stof og energi. Endelig,ifølge nogle modeller vil alle klumperne af materie sprede sig så langt fra hinanden, at de gradvist vil forsvinde. Universet bliver en kold, homogen suppe af isolerede fotoner. Men hvad nu hvis Big Bang ikke var begyndelsen på det hele?
Big Bang-teorien er så bredt accepteret, at man undertiden kan glemme, at dette kun er en teori, der har mangler. Det er af denne grund, at forskere tilbyder en række muligheder for udvikling af begivenheder. For eksempel er det blevet antydet, at Big Bang måske har været mere et "Big Bounce" - et vendepunkt i den igangværende cyklus af sammentrækning og udvidelse af universet. En anden antagelse er, at Big Bang blev et refleksionspunkt, når spejlbillede af vores univers udvides ud over den "anden side", hvor antimaterie erstatter materie, og selve tiden flyder i den modsatte retning. Ifølge den tredje antagelse er Big Bang et overgangspunkt i universet, der altid har eksisteret og vil fortsætte med at udvide sig på ubestemt tid. Alle disse teorier er uden for mainstream-kosmologien,men de fandt alle støtte blandt respekterede forskere. Det voksende antal nye, konkurrerende teorier antyder, at det kan være på tide at genoverveje det faktum, at Big Bang markerer begyndelsen på rum og tid.
Universet, vi i øjeblikket ser, er sammensat af klynger af gas og støv, stjerner, sorte huller og galakser.
Salgsfremmende video:
Hvad hvis Big Bang ikke virkelig skete?
I akademiske kredse er ideen gentagne gange blevet udtrykt, at Big Bang … ikke eksisterede. Så Eric Lerner, forfatteren af bogen med samme navn, som han skrev tilbage i 1992, præsenterede resultaterne af undersøgelsen, hvorefter der ifølge publikationen Invers er en uoverensstemmelse mellem Big Bang-teorien og de observerede faktuelle data. "For udviklingen af kosmologi er det nødvendigt at opgive hovedhypotesen om Big Bang," - sagde i en erklæring Lerner. "Den virkelige krise inden for kosmologi er, at der aldrig var nogen Big Bang."
Vi taler om inkonsekvensen af bevis for tilstedeværelsen af lithium i rummet, som astronomer ifølge Lerner længe har været kendt. Forskere mener i dag, at de nøjagtige mængder helium, deuterium og lithium blev produceret ved fusionsreaktioner i en tæt, meget varm sky af kemiske elementer, der dukkede op efter Big Bang. Lerner, der har brugt årtier med at observere sådanne reaktioner i detaljer, siger imidlertid, at hans og andre forskeres fund ikke falder sammen med mangeårige teorier baseret på observationer af ældre stjerner. Han fandt, at mindre end halvdelen af helium og mindre end en tiendedel af lithium er observeret i gamle stjerner end forudsagt af Big Bang-nukleosynteseteorien, hvorefter en fjerdedel af hele universets masse er helium. Lerner er overbevist om, at hverken lithium eller helium blev skabt, før de første stjerner dukkede op i vores galakse.
Kunne vores univers være opstået fra intet?
Imidlertid er ikke alle videnskabsmænd enige i Lerners teori. Ifølge Vae Perumyan, professor i astronomi ved University of South California, citerer Lerner sjældent peer-reviewede artikler, og mange af hans argumenter holder ikke vand. For eksempel mener Perumian, at mikrobølge-kosmisk baggrundstråling (eller relikstråling), som indikerer stråling, der stammer fra Big Bang, er en søjle i den kosmologiske teori, som Lerner ikke kan bestride. Hvis der var så alvorlige mangler i Big Bang-teorien, ville Lerner ikke have været den eneste kritiker af denne teori.
Men Lerner er ikke alene. Nobelprisvinderkosmolog James Peebles mener, at det er nødvendigt at stoppe med at kalde de tidligste øjeblikke i vores univers”Big Bang”. Ifølge Agence France-Presse mener Peebles, at der ikke er nogen god måde at kontrollere, om en begivenhed som Big Bang virkelig fandt sted - kosmologer har bevis på hurtig ekspansion udad, men intet er mere diskret end et ental punkt, der eksploderede for at skabe alt i Universet. Peebles har intet alternativ til Big Bang-teorien, men han er overbevist om, at uden tilstrækkelige data, burde forskere ikke antage, at denne praktiske hypotese er korrekt. Samtidig indrømmer videnskabsmanden, at i mangel af en bedre måde at beskrive universets begyndelse fungerer Big Bang godt. I sine beregninger følger Peebles også den almindeligt accepterede teori, selvom han virkelig ikke kan lide den.
The Big Bounce: Kan universet udvides uendeligt?
Den mest almindelige Big Bounce-hypotese i akademien er forankret i utilfredshed med ideen om kosmologisk inflation. Kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling har været en grundlæggende faktor i enhver model af universet, siden det først blev opdaget i 1965. Desuden er CMB den vigtigste kilde til information om, hvordan det tidlige univers så ud og på samme tid et mysterium for fysikere. Faktum er, at relikviesstrålingen ser den samme ud, selv i regioner, som det ser ud til aldrig kunne interagere med hinanden i hele universets historie.
Arene, som Big Bang efterlod i den svage relikstråling, der gennemsyrer hele kosmos, giver ledetråde til, hvordan det tidlige univers så ud.
I henhold til Big Bounce-hypotesen vil universet udvide sig, indtil det forfalder til et uendeligt punkt - en cyklus, der varer evigt. I 2007 fremlagde Martin Bojald, en fysiker ved University of Pennsylvania, baseret på Einsteins model, teorien om Loop-kvantegravitation - et felt med kvantefysik, der beskriver de ekstremt høje energier, der dominerede det tidlige univers. Forskerne konkluderede således, at universet ikke stammede fra intet. og udvides ikke på ubestemt tid. Imidlertid viser Bozhawalds forskning, at det hypotetiske tidligere univers ikke var nøjagtigt det samme som vores. Samlet set er Big Rebound-hypotesen i overensstemmelse med Big Bang-billedet af et varmt, tæt univers, der begyndte for 13,8 milliarder år siden og begyndte at ekspandere og køle. Men i stedet forfor at blive begyndelsen på rum og tid, var big bang øjebliket af overgangen fra universet fra en tidligere eksistensfase, hvor rummet var ved at trække sig sammen.
Kritikere mener imidlertid, at der ikke er meget bevis for at støtte denne teori. F.eks. Skrev Peter Voight, en matematiker ved Columbia University, på sin blog Not Even Wrong: "For at blive betragtet som en legitim teori skal sådanne påstande understøttes af beviser."
Søger svar: Alle stier fører til mørk energi
Idet man går ud fra det faktum, at den generelt accepterede teori om universets udseende og udvikling er Big Bang-teorien, prøver forskere at finde et svar på spørgsmålet om, hvorfor universet ekspanderer med acceleration.
Mørk stof og mørk energi er sandsynligvis nøglerne til at forstå vores univers.
Da forskerne analyserede bevægelsen fra stjerner og galakser, kom de til den konklusion, at der var usynlige partikler, som de kaldte mørkt stof. Og den konstante acceleration af udvidelsen af universet (Hubble-konstant) antydede, at det var forårsaget af et bestemt fænomen, som forskerne kaldte mørk energi. Mørk energi og mørk stof er de vigtigste videnskabelige mysterier i vores tid, så forskere fra den internationale gruppe til studiet af mørk energi (DES) leder efter svar. DES startede i 2004 og har i øjeblikket 400 videnskabsfolk fra 26 forskellige videnskabelige institutioner i syv lande, der deltager i projektet. Forskere søger efter mørk energi ved hjælp af det mest følsomme astronomiske digitale kamera med en opløsning på 570 megapixel. Kameraet er monteret på Viktor Blanco-teleskopet ved Cerro Toledo-observatoriet i de chilenske Andesbjerg. Det er en slags skalpell udstyret med fem linser.
Forskere mener, at svar på grundlæggende spørgsmål om, hvordan universet blev til, og hvad mørk materie og mørk energi er, skal præsenteres for offentligheden om cirka fem år. DES sigter mod at analysere 100.000 galakser, der er op til 8 milliarder lysår væk. Da mørk energi ikke kan ses, måler forskere Hubble-konstanten for at bestemme nøjagtigt, om mørk energi findes, og hvad den er lavet af. På den ene eller anden måde er vi bare nødt til at vente på resultaterne fra et internationalt team af videnskabsfolk og tage antagelser om, hvad vores univers er.
Lyubov Sokovikova