Hopp til hovedinnholdet
Lær Naturfag

Universet og Big Bang i Naturfag

Universet har en historie. Ved å studere lyset fra fjerne galakser kan vi lese hvordan det startet og hvordan det fortsatt utvikler seg.

Det er rommet som strekker seg

Tenk på en deig med rosiner som hever. Hver rosin er en galakse. Når deigen utvider seg, fjerner alle rosinene seg fra hverandre, og jo lenger fra hverandre to rosiner er, jo raskere øker avstanden. Ingen rosin er sentrum. Slik er det med galaksene: uansett hvor i universet du står, ser det ut som alt annet trekker seg unna, fordi det er rommet mellom dem som vokser.

Slik uttrykker du det

Det er ikke galaksene som flyr gjennom et tomt rom, men rommet mellom dem som utvider seg, som rosiner i en deig som hever. Derfor ser det fra enhver galakse ut som om alt annet trekker seg unna, og ingen galakse er sentrum.

Rødforskyvning

Lyset fra fjerne galakser er forskjøvet mot lengre, rødere bølgelengder fordi galaksene fjerner seg fra oss. Og jo lenger unna de er, jo raskere fjerner de seg. Dette kalles rødforskyvning, og det var slik Hubble viste at universet utvider seg. Spoler vi utviklingen baklengs, må alt ha vært samlet i et tett, varmt utgangspunkt.

Slik uttrykker du det

Lyset fra fjerne galakser er forskjøvet mot lengre, rødere bølgelengder fordi galaksene fjerner seg fra oss, og jo lenger unna, jo raskere. Denne rødforskyvningen viste at universet utvider seg, og spoler jeg utviklingen baklengs, må alt ha vært samlet i et tett og varmt utgangspunkt.

Rødforskyvningen er det første sterke holdepunktet for Big Bang.

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen

Overalt på himmelen finnes en svak mikrobølgestråling, jevnt fordelt i alle retninger. Det er restvarme fra den gang universet var ungt og varmt og akkurat ble gjennomsiktig, omtrent 380 000 år etter . Strålingen er nå kjølnet til rundt 2,7 kelvin. At den finnes og er så jevn, ble forutsagt av teorien og oppdaget i 1965.

Slik uttrykker du det

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen er en svak mikrobølgestråling jevnt fordelt over hele himmelen. Det er restvarme fra den gang universet var ungt og varmt og akkurat ble gjennomsiktig, nå kjølnet til rundt 2,7 kelvin. At den finnes, ble forutsagt av -teorien og oppdaget i 1965, og det er et tungt bevis.

Bakgrunnsstrålingen er et ekko fra det unge universet og et tungt bevis for Big Bang.

Forholdet mellom hydrogen og helium

Rett etter ble bare de letteste grunnstoffene dannet: hovedsakelig hydrogen og helium, i forholdet omtrent 75 prosent hydrogen og 25 prosent helium, pluss litt litium. Når vi måler hvor mye av disse stoffene det faktisk finnes ute i universet, stemmer det med det teorien forutsier. Det er en tredje, uavhengig bekreftelse, ved siden av rødforskyvningen og bakgrunnsstrålingen.

Slik uttrykker du det

Rett etter ble bare de letteste grunnstoffene dannet, omtrent 75 prosent hydrogen og 25 prosent helium. Når vi måler hvor mye av disse stoffene som faktisk finnes i universet, stemmer det med det teorien forutsier. Dette er en tredje uavhengig bekreftelse, ved siden av rødforskyvningen og bakgrunnsstrålingen.

Lys som tidsmaskin

Lys bruker tid på å reise. Når du ser sola, ser du den slik den var for rundt åtte minutter siden. Når vi ser en galakse en milliard lysår unna, ser vi den slik den var for en milliard år siden. Jo lenger ut vi kikker, jo lenger tilbake i tid ser vi, og derfor kan teleskoper vise oss universets fortid helt tilbake mot starten for 13,8 milliarder år siden.

Slik uttrykker du det

Fordi lys bruker tid på å reise, ser jeg sola slik den var for åtte minutter siden, og en galakse en milliard lysår unna slik den var for en milliard år siden. Jo lenger ut teleskopene kikker, jo lenger tilbake i tid ser de, helt mot starten for 13,8 milliarder år siden.

Vi er stjernestøv

lagde bare de letteste grunnstoffene. De tyngre, som karbon og jern, ble dannet inne i stjerner ved , og de aller tyngste i kraftige hendelser som supernovaeksplosjoner og kollisjoner mellom nøytronstjerner. Når slike stjerner dør, spres stoffene ut i rommet og inngår i nye stjerner og planeter. Atomene i kroppen din er smidd i stjerner som døde for lenge siden.

Slik uttrykker du det

lagde bare de letteste grunnstoffene. Tyngre stoffer som karbon og jern ble dannet ved inne i stjerner, og de aller tyngste i supernovaeksplosjoner. Når stjernene dør, spres stoffene ut og inngår i nye stjerner og planeter, så atomene i kroppen min er smidd i stjerner som døde for lenge siden.

Spektralanalyse av stjerner viser at de eldste har færrest tunge grunnstoffer, akkurat som forventet.

Mørk materie

Galaksene roterer raskere i ytterkanten enn den synlige massen kan forklare, som om noe usynlig holder dem sammen, og lys bøyes mer rundt galaksehoper enn forventet. Dette usynlige stoffet kaller vi . Vi ser ikke det direkte, men måler tyngdekraften fra det. Det utgjør omtrent fem ganger mer masse enn alt vi kan se.

Slik uttrykker du det

Galaksene roterer raskere i ytterkanten enn den synlige massen kan forklare, og lys bøyes mer rundt galaksehoper enn forventet. Det tyder på et usynlig stoff vi kaller . Vi ser det ikke direkte, men måler tyngdekraften fra det, og det utgjør omtrent fem ganger mer masse enn alt vi kan se.

Mørk energi

På slutten av 1990-tallet viste målinger av fjerne supernovaer at universet ikke bare utvider seg, men gjør det stadig raskere. Noe ser ut til å skyve rommet fra hverandre, og det kaller vi . Til sammen utgjør og mørk energi rundt 95 prosent av universet, mens bare cirka 5 prosent er vanlig materie. Vi vet altså langt mer om hva det meste av universet ikke er, enn om hva det er.

Slik uttrykker du det

Målinger av fjerne supernovaer viste at universet utvider seg stadig raskere, som om noe skyver rommet fra hverandre. Dette kaller vi . Til sammen utgjør og mørk energi rundt 95 prosent av universet, så vi vet mest om hva det meste av universet ikke er.

Kort oppsummert

-teorien sier at universet startet i en svært tett og varm tilstand for omtrent 13,8 milliarder år siden, og har utvidet seg og kjølnet helt siden. Det var ikke en eksplosjon i et tomt rom, men en utvidelse av selve rommet, så avstanden mellom galaksene vokser.

Vi stoler på teorien fordi flere uavhengige observasjoner peker samme vei, og fordi den forutsa funn som senere ble bekreftet. Samtidig viser nyere målinger at det meste av universet består av noe vi måler virkningen av, men ennå ikke forstår fullt ut.