TEMA: Big Bang

Din krops byggesten, atomerne, kommer fra universet. I en række temaartikler stiller vi skarpt på, hvor de forskellige grundstoffer kommer fra. Denne gang ser vi nærmere på universets begyndelse – Big Bang, hvor alt hydrogenet i vandet i din krop blev dannet.

Skrevet af Katrine Skovgaard Rasmussen

 

Din krops byggesten, atomerne, kommer fra universet. I en række temaartikler stiller vi skarpt på, hvor de forskellige grundstoffer kommer fra. Denne gang ser vi nærmere på universets begyndelse – Big Bang, hvor alt hydrogenet i vandet i din krop blev dannet.

 

I vandet i din krop findes grundstoffet hydrogen. Det er det mest simple grundstof i universet og består af en enkelt proton. For at finde ud af, hvordan det blev dannet, bliver vi nødt til at skrue tiden tilbage til universets begyndelse.

 

Astronomerne mener, at universet blev skabt for over 13 milliarder år siden i det, man kalder 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 13,8 milliarder år siden. På det tidspunkt opstod både alt materiale men også rummet mellem materialet og tiden. Big Bang skabte altså tre ting: Alt materiale, rummet mellem materialet og tiden. Af samme årsag kan man heller ikke tale om en tid før Big Bang, for tiden eksisterede slet ikke.

 

Universet var engang meget mindre end det er nu, men kort tid efter Big Bang startede en udvidelse, der har fortsat lige siden. I takt med, at universet har udvidet sig, er det også blevet koldere. Big Bang skete ikke i bestemt punkt, og universet udvider sig heller ikke fra et bestemt punkt, men tværtimod i alle punkter og i alle retninger.

 

 

Det tidlige univers

Vi ved ikke meget om, hvad der skete lige ved Big Bang, fordi de teorier, vi har, som beskriver fysikkens love, bryder sammen når vi prøver at bekrive det helt tidlige univers som det så ud under et sekund efter Big Bang, og når vi kigger på de meget ekstreme omstændigheder umiddelbart efter. Vi mener, at universets temperatur faldt til 1 milliard grader et par minutter efter, det var blevet dannet. 3 minutter og 20 sekunder efter Big Bang blev universets første atomkerne dannet. Efter et par minutter var alt stof i universet dannet i form af hydrogen- og helium-kerner.

 

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling

Vi kan dog ikke observere Big Bang, men hvad er så det første som vi kan observere? Det er noget, vi kalder den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

 

Hvis vi springer et godt stykke frem i tid til 380.00 år efter Big Bang, så var Universet kølet så meget ned, at elektroner kunne bevæge sig frit og begyndte at samle sig om atomkernerne, og dermed fik man dannet de første atomer. Da det skete, blev universet gennemsigtigt og lys kunne rejse frit for første gang uden at støde ind i frie elektroner eller atomkerner. Dette første lys kan vi stadig se, og vi måler det, som den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.

 

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling målt af Planck missionen. Dette billede er et kort over hele himlen. De forskellige farver svarer til små temperaturforskelle i strålingen

 

Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling er stråling, der fylder universet og kan måles i alle retninger når vi kigger ud. Mikrobølger er en form for lys, som vi ikke kan se med det blotte øje, men til gengæld har vi udviklet instrumenter, der er rigtig gode til det. Ved at kigge nærmere på denne stråling er forskerne blevet klogere på universets alder og sammensætning.

 

Netop denne baggrundsstråling er en af de stærkeste beviser for Big Bang-teorien. Inden man fik målt den første gang, havde forskere lavet en beregning af, at der burde være en efterglød fra Big Bang, og at eftergløden ville have en bestemt temperatur med bittesmå temperaturforskelle. Da man opdagede strålingen ved et tilfælde i 60’erne fandt man ud af, at forudsigelsen stemte rigtig godt med observationerne, og efterfølgende observationer har kun styrket teorien.