Big Bang

Grundbeskrivelse

Man har målt, at alle galakser bevæger sig væk fra os og fra hinanden – universet udvider sig. Dette forklares bedst, hvis universet engang var ekstremt tætpakket og varmt for derefter at udvide sig og afkøle. Universets alder er målt til cirka 13,75 milliarder år. Begyndelsen på denne eksplosive udvidelse kaldes Big Bang.

Det tidlige univers bestod af en meget varm 'suppe' af frie partikler. Idet universet nedkølede kunne disse frie partikler binde sig sammen til større strukturer: nogle af elektronerne og atomkernerne dannede atomer, nogle af atomerne dannede molekyler, og i sidste ende kunne skyer af atomer og molekyler trække sig sammen og danne stjerner og planeter.

Efter Big Bang er galakserne drevet fra hinanden, fordi universet udvider sig. På figuren er tiden t vist ud ad den lodrette akse, mens to af de tre rumlige dimensioner er angivet ved de vandrette x- og y-akser.

 

Uddybende beskrivelse

I 1929 opdagede astronomen Edwin Hubble, at de allerfleste galakser er rødforskudte. Jo længere væk en galakse er, jo mere rødforskudt er lyset fra den. Denne sammenhæng mellem afstand og rødforskydning kaldes Hubbles lov. Galaksernes rødforskydning er udtryk for, at de bevæger sig væk fra os, og at de fjerne galakser bevæger sig hurtigere væk. Det er ikke kun vores galakse, som de andre flygter fra: Alle galakser bevæger sig længere og længere væk fra hinanden! Med andre ord: Universet udvider sig.

Det tidlige univers var derfor meget mere tætpakket end det, vi ser i dag. I det meget tidlige univers fandtes der hverken galakser eller stjerner – kun en tæt og meget varm 'suppe' af partikler. Jo længere tilbage i tiden, man kigger, jo varmere var denne suppe. Modellen, hvor universet i begyndelsen, er meget varmt og tætpakket, for så at udvide sig “eksplosivt” og afkøle, kaldes Big-Bang. Mange forskellige observationer, for eksempel den ovennævnte om sammenhængen mellem afstand og rødforskydning, stemmer overens med Big-Bang-modellens forudsigelser, og derfor er der i dag stor enighed om modellens gyldighed.

Ifølge Big-Bang-modellen har vores univers en endelig alder. Denne kan man estimere ved dels at måle udvidelsesraten i dag, dels at bestemme sammensætningen af det stof, der er i universet: Hvor meget mørkt stof er der i forhold til 'almindeligt' stof? Vores univers har en alder på cirka 13,75 milliarder år.

I det tidlige univers var temperaturen så høj, at atomer ikke kunne holde sig sammen. Derfor var det tidlige univers fyldt med frie elektroner. Disse frie elektroner blokerede for alt lys. Efterhånden som universet udvidede sig og temperaturen faldt, blev flere og flere elektroner indfanget af atomkernerne, og lyset kunne bevæge sig uhindret gennem rummet. Man kan se det lys, der blev sluppet løs i det øjeblik universet blev gennemsigtigt, den dag i dag: Det kaldes den kosmiske baggrundsstråling, og er et af de bedste beviser for Big-Bang-modellen.

I det tidlige univers var der ingen stjerner eller galakser; der var kun ekstremt små variationer i partikelsuppens densitet fra sted til sted. På grund af tyngdekraften kunne de steder, hvor der var lidt flere partikler end gennemsnittet, tiltrække flere partikler fra omgivelserne. På den måde voksede overdensiteterne. På et tidspunkt blev overdensiteterne så store, at de ikke længere udvidede sig sammen med resten af universet – de begyndte at trække sig sammen og blev til de galakser, vi ser i dag.

Daniel Lawther