Redaktørens note: Artiklen "Universet kunne være 250 gange større end hvad der er observerbart" udløste en betydelig diskussion blandt vores læsere, hvor flere antydede, at UT skulle have en række artikler om kosmologi - en kosmologi 101, hvis du vil. Vores nyeste forfatter, Vanessa D’Amico, der skrev ovennævnte artikel, begynder Cosmology 101-serien i dag, der starter helt fra begyndelsen.
Hvordan kom universet i gang? Det er et af de mest presserende spørgsmål i kosmologien, og sandsynligvis et der vil være i et stykke tid. Her vil jeg begynde med at forklare, hvad forskere mener, at de ved om de første formative sekunder af universets liv. Mere end sandsynligt er historien ikke helt, hvad du måske tror.
I begyndelsen var der… ja, vi ved ikke rigtig. En af de mest udbredte misforståelser i kosmologien er, at universet begyndte som en uhyre lille, ufatteligt tæt samling af materiale, der pludselig eksploderede, hvilket gav anledning til rummet, som vi kender det. Der er en række problemer med denne idé, ikke mindst af alle antagelser implicit i en begivenhed kaldet det store ”smell”. I virkeligheden “intet”. Forestillingen om en eksplosion tænker et ekspanderende tidevand af materiale, som gradvist fylder rummet omkring det; Men da vores univers blev født, var der ikke plads. Der var heller ingen tid. Der var intet vakuum. Der var bogstaveligt talt ikke noget.
Så blev universet født. Ekstremt høje energier i løbet af de første 10-43 sekunder af sit liv gør det meget vanskeligt for forskere at bestemme noget afgørende omkring kosmos oprindelse. Hvis kosmologer er korrekte om, hvad de mener kan have sket næste, betyder det selvfølgelig ikke meget. I henhold til teorien om inflation, omkring 10-36 sekunder gennemgik universet en periode med eksponentiel ekspansion. I løbet af et par tusindedele af et sekund er plads oppustet med en faktor på cirka 1078, hurtigt at adskille det, der engang var tilstødende regioner ved uigennemførelige afstande og sprænge små kvantefluktuationer i stoffet i rumtid.
Inflation er en tiltalende teori af flere årsager. Først og fremmest forklarer det, hvorfor vi betragter universet som homogent og isotrop i store skalaer - det vil sige, det ser ens ud i alle retninger og for alle observatører. Det forklarer også, hvorfor universet visuelt ser ud til at være fladt snarere end krumt. Uden inflation kræver et fladt univers et ekstremt finjusteret sæt oprindelige betingelser; inflation gør imidlertid denne finjustering til et stordrift. En velkendt analogi: Jorden under vores fødder ser ud til at være flad (selvom vi ved, at vi lever på en sfærisk planet), fordi vi mennesker er så meget mindre end Jorden. Ligeledes er det oppustede univers så enormt sammenlignet med vores lokale synsfelt, at det ser ud til at være rumligt fladt.
Efterhånden som teorien gik, gav slutningen af inflationen plads til et univers, der lignede lidt mere som det, vi observerer i dag. Vakuumenergien, der drev inflationen, blev pludselig omdannet til en anden slags energi - den slags, der kunne skabe elementære partikler. På dette tidspunkt (kun 10-32 sekunder efter universets fødsel) var omgivelsestemperaturen stadig alt for varm til at opbygge atomer eller molekyler fra disse partikler; men efterhånden som sekunderne var gået udvidede rummet og afkøles til det punkt, hvor kvarker kunne samles og danne protoner og neutroner. Højenergi-fotoner fortsatte med at pilke rundt, konstant slående og spændende ladede protoner og elektroner.
Så hvad skete dernæst? Hvordan blev denne kaotiske suppe af stof og stråling den enorme vidde af den organiserede struktur, som vi ser i dag? Hvad sker der med universet i fremtiden? Og hvordan ved vi, at det er sådan, historien udfoldes? Sørg for at tjekke de næste par ruter af Cosmology 101 for at få svar på disse spørgsmål og mere!
