Big Bang

Hvor kommer alting fra?

Alt hvad du ser omkring dig, er bygget op af atomer. Atomerne er bygget op af partikler; protoner, neutroner og elektroner. Disse partikler er bygget op af endnu mindre elementer kaldet kvarker.

Hydrogen, eller brint, er det grundstof, der findes mest af i vores univers. Det er det mest simple grundstof og består af blot én enkelt proton. Brint er vigtig for os, da det indgår i mange kemiske forbindelser. Blandt andet i det vand, vi drikker, og som findes i cellerne i vores krop.

For at finde ud af, hvordan de første atomer blev dannet, må vi skrue tiden tilbage til universets begyndelse.

I dag mener vi, at universet blev skabt for over 13 milliarder år siden i det, der kaldes Big Bang. Men hvad er det egentlig for noget?

Baggrunden for Big Bang-teorien er forholdsvis simpel. Helt kort forklarer Big Bang-teorien, at alt, der nogensinde har eksisteret i universet, blev til i præcis samme øjeblik for knap 13,8 milliarder år siden.

På det tidspunkt opstod alt det materiale, der findes i universet. Men også selve tiden og rummet omkring os opstod i dette øjeblik. Big Bang skabte altså tre ting: Det materiale vi består af, rummet mellem materialet, og tiden. Netop derfor er det faktisk ikke muligt at tale om en tid før Big Bang, for her eksisterede tiden ikke.

Universet var engang meget mindre, meget tættere og meget varmere, end det er nu. Meget kort tid efter universets dannelse startede en voldsom udvidelse, som er fortsat lige siden. Drivkraften bag universets udvidelse er det, vi kalder mørk energi. I takt med, at universet har udvidet sig, er det også blevet koldere.

Når vi kigger ud i universet i dag, ser det ud som om, at hele rummet udvider sig omkring os. Men faktisk udvider universet sig i alle punkter og i alle retninger. På den måde kan man også sige, at Big Bang ikke skete i et bestemt punkt, idet hele det rum vi ser i dag, stammer fra netop Big Bang.

Det tidlige univers
Vi ved kun en smule om, hvad der skete i øjeblikket efter Big Bang. De teorier, vi har i dag, som beskriver fysikkens love, begynder nemlig at bryde sammen, når vi prøver at beskrive det tidlige univers. Fysikkens love, som vi kender dem, lader altså til at have opført sig meget anderledes i de første sekunder efter Big Bang.

Forholdene lige efter Big Bang har været så ekstreme, at det er meget svært at efterligne her på Jorden. Vi mener, at bare få minutter efter universets dannelse, har temperaturen været faldet til omkring én milliard grader.

Omkring tre minutter og 20 sekunder efter Big Bang dannes de første protoner og dermed de første atomkerner. I minutterne efter dannes alt andet stof i universet. De første atomer, der dannes, er brint, helium og små mængder litium.

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling

Det er ikke muligt for os at observere Big Bang direkte, men hvor tæt på kan vi komme? Svaret er det, der kaldes den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

I den første tid efter Big Bang var universet så varmt og så tæt, at lys ikke kunne rejse frit gennem rummet.

Først 380.000 år efter Big Bang er universet kølet så meget ned, at elektroner kan begynde at samle sig om de første atomkerner og på den måde danne de første hele atomer. Da det skete, kunne lys for første gang rejse frit uden at ramme de frie elektroner eller atomkerner. Man siger også, at universet her blev gennemsigtigt.

Det første lys blev altså først udsendt 380.000 år efter universets dannelse, og det er netop det lys, vi i dag ser som den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

Lyset kan måles i alle retninger som en slags svag baggrundsstøj i universet. Strålingen når frem til os som mikrobølger – en form for lys, som ikke kan ses med det blotte øje, men som kan måles med særlige instrumenter.

Ved at kigge nærmere på denne baggrundsstråling er forskere blevet klogere på både universets alder og sammensætning.

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling er et af de stærkeste beviser for, at der har været et Big Bang. Strålingen blev opdaget ved et tilfælde tilbage i 1960’erne, men inden da havde flere forskere beregnet, at der burde være en efterglød fra Big Bang, samt hvilken temperatur denne efterglød måtte have. De første målinger af baggrundsstrålingen stemte godt overens med disse beregninger, og efterfølgende observationer har kun styrket teorien yderligere.