Universum – fullt av överraskningar
Universum – fullt av överraskningar
FÖR bara hundra år sedan trodde vetenskapsmännen att vår galax, Vintergatan, utgjorde hela universum. Men under 1900-talet gjorde man stora framsteg inom astronomi, fysik och teknologi som avslöjade hur gigantiskt universum är. En del av upptäckterna har fått människan att inse hur lite hon vet. Under senare år har astronomer till exempel kommit fram till att 90 procent av universum består av något som de inte vet vad det är. De upptäckter som ledde fram till den slutsatsen har dessutom fått vetenskapsmännen att ifrågasätta sin förståelse av fysikens själva grunder. Men frågor av det här slaget är naturligtvis inte något nytt.
I slutet av 1800-talet upptäckte fysiker till exempel något märkligt som gällde ljusets hastighet. I förhållande till en observatör färdas ljuset alltid med samma hastighet, oavsett hur snabbt observatören själv förflyttar sig. Detta verkade strida mot allt sunt förnuft. Albert Einstein tog upp problemet 1905 i sin speciella relativitetsteori, som visade att avstånd (längd), tid och massa är relativa begrepp. År 1907 fick Einstein sedan en snilleblixt som han själv kallade ”den lyckligaste tanken i mitt liv” och började utveckla sin allmänna relativitetsteori, som han publicerade 1916. I detta revolutionerande verk vävde Einstein samman gravitation, rum och tid och reviderade Isaac Newtons fysik.
Det expanderande universum
Med utgångspunkt i den kunskap man då hade menade Einstein att universum är statiskt, att det varken expanderar eller drar ihop sig. Men 1929 presenterade den amerikanske astronomen Edwin Hubble bevis för att universum expanderar.
Hubble studerade också det gamla mysteriet med suddiga ljusfläckar på natthimlen som såg ut som gasmoln och därför kallades nebulosor. Fanns alla dessa nebulosor inom vår galax, eller fanns de utanför, som den brittiske astronomen sir William Herschel (1738–1822) föreslagit mer än hundra år tidigare?
Ett av de objekt Hubble studerade var Andromedanebulosan. När han beräknade avståndet till den drog han slutsatsen att nebulosan i själva verket var en galax och låg en miljon ljusår bort. Det innebar att den låg bortom gränserna för Vintergatan, som ”bara” har en diameter på 100 000 ljusår. När han beräknade avstånden till andra nebulosor, uppenbarades det hur enormt stort universum är, och en revolution startade inom astronomin och kosmologin. *
Det var kort efter detta som Hubble upptäckte att universum expanderar, eftersom han såg att galaxer avlägsnade sig från oss. Han lade också märke till att ju längre bort galaxen befann sig, desto snabbare avlägsnade den sig. Det innebär att universum var mindre i går än det är i dag. När Hubble publicerade sitt omvälvande verk 1929 banade han vägen för Big Bang-teorin, som går ut på att universum kom till i en kosmisk explosion för omkring 13 miljarder år sedan. Men bilden är fortfarande inte komplett.
Hur snabbt expanderar det?
Sedan Hubbles tid har astronomer försökt att så noggrant som möjligt mäta expansionshastigheten, den så kallade Hubblekonstanten. Varför är det så viktigt? Om man skulle kunna räkna ut hur snabbt universum expanderar, skulle man också kunna beräkna universums ålder. Dessutom kan expansionshastigheten få stor betydelse för framtiden. Hur då? Om universum expanderar för sakta, menar man att gravitationen till slut kommer att segra och få allting att kollapsa i ”Big Crunch” (”Stora krossen”). Men om expansionen går för snabbt, kan universum fortsätta att expandera tills det slits isär helt och hållet.
Noggranna mätningar har gett oss många svar men samtidigt väckt nya frågor – frågor som ger oss anledning att omvärdera vår nuvarande förståelse av materia och de fundamentala naturkrafterna.
Mörk energi och mörk materia
År 1998 fick forskare som analyserade ljuset från ett särskilt slags supernova, en exploderande stjärna, belägg för att universums expansion faktiskt accelererar. * Till en början var forskarna själva skeptiska, men bevisen blev bara fler och fler. Naturligtvis ville man veta vad det var för slags energi som orsakade den accelererande expansionen. För det första tycktes det röra sig om en energi som arbetar mot gravitationen, och för det andra var den inte förutsagd i några teorier. Denna mystiska energiform fick namnet mörk energi, och den kan utgöra närmare 75 procent av universum.
Men mörk energi är inte det enda ”mörka” fenomen man upptäckt på senare tid. Ett annat kunde bekräftas på 1980-talet när astronomer undersökte vissa galaxer. De här galaxerna, och även vår egen, tycktes rotera för snabbt för att hålla ihop. Det var därför tydligt att någon form av materia måste hålla dem samman gravitationellt. Men vad för sorts materia? Forskarna kallade den mörk materia, eftersom den inte absorberar, sänder ut eller reflekterar mätbara mängder strålning. * Hur mycket mörk materia finns det där ute? Beräkningar visar att den kan utgöra 22 procent eller mer av universums massa.
Tänk på det här: Enligt nuvarande beräkningar utgör vanlig materia omkring 4 procent av universums massa. De två stora okända fenomenen – mörk materia och mörk energi – tycks utgöra resten. Omkring 95 procent av universum är alltså ett fullständigt mysterium! *
Ett sökande utan slut
Vetenskapen söker efter svar, men ofta leder svaren vidare till nya frågor. Det för tankarna till det som står i Bibeln, i Predikaren 3:11: ”Allt har han [dvs. Gud] gjort skönt i dess rätta tid. Också oöverskådlig tid har han lagt i deras hjärta, så att människan aldrig till fullo kan komma underfund med det verk som den sanne Guden har gjort.”
Det finns naturligtvis gränser för hur mycket vi kan lära oss under vårt nuvarande korta liv, och mycket av vår kunskap är spekulativ och osäker. Men så kommer det inte alltid att vara. Gud har för avsikt att låta trogna människor få leva för evigt här på jorden. Jorden kommer då att vara ett paradis, och i en hel evighet kan människor undersöka allt Gud har skapat och ta reda på hur det fungerar. (Psalm 37:11, 29; Lukas 23:43)
Vi behöver alltså inte vara rädda för spekulationer om att universum ska gå under. Vetenskapen har trots allt bara skrapat på ytan, men den som har skapat universum har obegränsad kunskap och vet allt. (Uppenbarelseboken 4:11)
[Fotnoter]
^ § 7 Astronomi är studiet av himlakroppar och materia utanför planeten jorden. Kosmologin, som är en gren av astronomin, ”är studiet av universums struktur och utveckling och de krafter som är verksamma i det”, sägs det i The World Book Encyclopedia. ”Kosmologer försöker förklara hur universum kom till, vad som hänt med det sedan dess och vad som kan hända i framtiden.”
^ § 13 De här exploderande stjärnorna kallas supernovor av typ 1a, och de kan lysa lika starkt som en miljard solar under en kort tid. Astronomer använder dem som mätstandard.
^ § 14 Fenomenet mörk materia spårades på 1930-talet och bekräftades på 1980-talet. I dag mäter astronomer hur mycket mörk materia det kan finnas i galaxhopar genom att observera hur en galaxhop böjer ljus från objekt som ligger längre bort.
^ § 15 År 2009 har utnämnts till ”Internationella astronomiåret”. Det har då gått 400 år sedan Galileo Galilei för första gången använde ett astronomiskt teleskop.
[Ruta på sidan 17]
BLICKA UPPÅT
När en av Guds tjänare i forna tider blickade upp mot den klara, oförorenade natthimlen kände han djup vördnad. Han uttryckte sina känslor i poetiska ordalag i Psalm 8:3, 4: ”När jag ser din himmel, dina fingrars verk, månen och stjärnorna som du har berett, vad är då en dödlig människa, att du kommer ihåg henne, och en människoson, att du tar dig an honom?” Den som skrev den här psalmen hade inga teleskop eller specialkameror. Vi, som vet så mycket mer om universum, har ännu starkare skäl att känna vördnad.
[Diagram på sidan 18]
(För formaterad text, se publikationen)
74% mörk energi
22% mörk materia
4% vanlig materia
[Bildkälla på sidan 16]
Bakgrund: Baserad på foto från NASA.
[Bildkälla på sidan 18]
Bakgrund: Baserad på foto från NASA.