Hur skapades universum?
Frågan har väckt intresse hos människan i tusentals år, om inte mer. Man har haft olika teorier och förklaringar. Egentligen var det först i slutet av 1600-talet som man började använda naturvetenskapen för att förklara problemet. Innan dess hade man helt enkelt spekulerat i om hur de trodde att det var. Nu kunde man för första gången forska och försöka få fram bevis. Man lyckades kartlägga planeternas banor i detalj, man förstod vad gravitation var, men hur universum skapades låg ännu långt fram i tiden. Idag förstår vi det fortfarande inte, men vi har kommit en bra bit på vägen. Det verkar också som det blir allt mer avancerat ju längre in vi tittar.
1924 visade Hubble för oss att vår galax inte var ensam. Han såg ett stort antal galaxer och han antog att stjärnorna i dessa var liknande dem i våran galax. Senare mätte han också spektrat på olika stjärnor och såg att man kunde se avståndet med hjälp av rödförskjutningen. Dopplereffekten är en benämning för det fenomen som inträffar då exempelvis en ambulans med påslagna sirener passerar. Då ambulansen närmar sig tycks frekvens på ljudet från sirenerna öka, för att sedan minska frekvensen då ambulansen försvinner bort. Samma fenomen ger upphov till rödförskjutningen, galaxernas avstånd ökar och ger ljuset en lägre frekvens. Om istället avståndet mellan galaxerna minskade hade man sett en blåförskjutning av ljusspektret.
Hubble visade på att galaxerna rörde sig från varandra. De som låg längst bort flyttades också bort från oss hastigare än andra. Det hela tydde alltså på att universum expanderade. En teori som var relativt ny för den tiden.
Att tänka sig att vår galax var i centrum och att alla andra galaxer rörde sig från oss är inte så logiskt. Istället blev ballongteorin mest accepterad. Här ser man universum som en ballong med galaxerna på ballongens yta. Detta förklarar varför avlägsna galaxer avlägsnar sig snabbare än närbelägna.
Fred Hoyle myntade ordet Big Bang i radio 1953. Det betyder ungefär den stora smällen på svenska. Begreppet har blivit mycket känt i dagens läge. Teorin går ut på att allting har exploderat från en kärna för ca 10-20 miljarder år sedan. Det finns olika versioner av teorin, men den bygger på ungefär samma sak.
1965 kom så nästa bevis som tydde på att Big Bang verkligen inträffat. Med hjälp av en ny känslig mikrovågsdetektor kunde man känna av mikrovågor mycket bättre än innan. Man trodde först att det var ett fel på detektorn eftersom den visade ett jämt störningsbrus över allt. Det kvittade var man riktade detektorn, samma störningsbrus fanns överallt. Så skulle det inte vara. Vad var då detta fenomen? Enligt Big Bang-teorin skulle vi fortfarande kunna se universums tidiga glöd, eftersom ljus från de mest avlägsna delarna av universum nätt och jämnt hunnit nå oss. Det ljuset borde vara så rödförskjutet att det når oss i form av mikrovågsstrålning. 1989 bekräftade NASA:s sond COBE att det verkligen var värmestrålning. Fördelningen av olika frekvenser var nästan exakt sådan som vid svartkroppsstrålning. Upptäckten av mikrovågsstrålarna var alltså ytterligare ett bevis för att universum har expanderat.
Det sista beviset är heliumproblemet. Det finns ingen möjlighet att så mycket helium har bildats i universum och att det är så utspritt. Om man ser det från Big Bang-teorin går det däremot fint, eftersom nästan allt helium sägs ha bildats vid explosionen.
Dessa tre bevis universums expansion, bakgrundsstrålningen, och heliumproblemet har lett till att Big Bang-teorin är den teori som stöds bäst av naturkunskapen. Teorin är idag allmänt accepterad, fast idag tampas man med ytterligare problem.
Exploderade stjärnor i avlägsna galaxer fungerar som fyrar när det gäller att beräkna avstånd i universum. Robert Kirchner och hans grupp har försökt beräkna avstånd och de har kommit fram till att det är ganska tomt där ute. Kanske lite väl tomt, tycker partikelfysikerna som vill fylla rymden med exotiska partiklar för att rädda teorin om att universum skapats ur ingenting. Universum har expanderat sedan Big bang och genom att se hastigheten kan man nämligen gå vidare och väga universum.
Teorin om hur universum kunde uppstå ur ingenting kräver att det finns hundra gånger mer massa i rymden än vad vi idag kan observera. Det måste finnas någon form av mörk materia i galaxerna, astronomerna spekulerar i mörka kroppar och kalla vätgasmoln som vi inte kan fånga upp i våra teleskop.
Partikelfysiker nöjer sig dock inte med en sådan förklaring. Om det fanns hundra gånger mer massa än det gör, så skulle vi få ett universum som ur energisynpunkt inte har kostat någonting därför att expansionen är lika stor som gravitationen, och då tar de båda krafterna ut varandra. Det är ett lån som inte behöver betalas tillbaka förrän om en evighet.
Stephen Hawking är en av vår tids främsta fysiker. Han har bidragit till stora kunskaper om svarta hål. Nu försöker han förklara universums skapelse. Han säger att man måste gå ner till materians minsta beståndsdelar för att förstå sig på det stora hela. Längre ner än atomnivå gäller inte längre våra deterministiska lagar. Här är det slumpen som avgör, fast vissa händelser är mer troliga än andra. Hawkins beräkningar visar att det var högst troligt att en Big Bang skulle inträffa. Det finns ingenting i kvantmekaniken som säger emot att någonting kan skapas i ingenting eller på grund av ingenting. Han säger också att universum kan skapas hela tiden, fast vi inte känner till det. Sådana universum behöver inte alls se ut som vårt. De kan implodera för snabbt, innan galaxer hinner bli till eller så utvidgar sig de för snabbt och blir nästan helt tomma. Vårt universum är därför ändå rätt speciellt.
Fysikerna försöker idag bygga upp en teori för hur universum såg ut den allra första tiden efter Big bang. Med dagens teorier har man lyckats förklara tiden efter 10^-43 s efter Big bang. Tiden före kallas Plancktiden och här bryter dagens teorier samman. För att beskriva vad som skedde under Plancktiden måste man ha en teori för kvantgravitation och en sådan saknas idag. Den teori man idag har för hur en sådan teori för kvantgravitation kan se ut säger att rymden under Planckeran var så hoprört att universum inte längre var en 3-dimensionell värld utan snarare en blandning av alla möjliga flerdimensionella världar. Detta helt obegripliga påstående gör att det är helt omöjligt att med någon form av säkerhet säga något om hur universum såg ut före 10-43 s efter Big bang. Man kan alltså inte veta något om hur det såg ut, men det påverkar inte förståelsen av det som skett senare i universums historia för det som hände då påverkar inte något som kom att hända senare.
Med dagens teknik har man gjort noggranna mätningar och datorsimuleringar för att förstå hur det hela gick till. Man kan dock inte se hur långt tillbaka i tiden som helst. Där slutar våra fysiska lagar att gälla. Man forskar mycket inom detta i dag. Man måste titta in i det lilla för att förstå det stora.