hvordan har man kommet frem til teorien om big bang?

[Gjest Slettet-T9cKWhDpN0]

hvordan i helvete har noen klart å komme frem til en teori om at ALT en gang for 14,noen milliarder år siden(?) var samlet, og mindre en ett atom?

 

eller tar jeg feil når det gjelder størrelsen?

 

hvilken tankeprosess har ført til den teorien? ikke at jeg har noen bedre teori.

[Heradon]

Hva er Big Bang-teorien?

 

I utgangspunktet sier Big Bang-teorien kun at fjerne stjerner beveger seg bort ifra oss---jo lengre unna de er, jo raskere beveger de seg bort ifra oss--- og at de derfor på et tidligere tidspunkt må hva vært mye tettere samlet. Utgangspunktet for å tro dette var Hubbles observasjon om at lys fra fjerne stjerner var sterkt rødforskyvet, noe som er et tegn på at de beveger seg bort ifra oss.

 

Innenfor solsystemer og galakser er gravitasjonen så sterk at stjerner og planeter holdes samlet; gravitasjonen har til og med samlet galakser i galaksehoper. Men på større skala er hastigheten og avstanden så stor, og gravitasjonen følgelig så svak, at de ikke holdes samlet: de har 'unnslippelseshastighet'.

 

Hubble observerte at for fjerne galakser, dvs. utenfor vår egen galaksehop, var hastigheten bort ifra oss proporsjonal med avstanden: dette forholdet kalles Hubbles konstant. Hvis man regner seg bakover, vil det si at de tidligere må ha ligget mye tettere sammen og på et mye tidligere tidspunkt veldig tett sammen; og ekstrapolerer man langt nok, ender man med at alt må ha startet i ett punkt og så nærmest eksplodert utfra dette punktet. Derav kommer navnet Big Bang. Men kjente fysiske lover bryter sammen lenge før man får samlet all materie i ett punkt og i virkeligheten er det eneste vi idag kan si noe om hva som har skjedd efterat tettheten og temperaturen har kommet under en viss grense.

 

Siden fjerne galakser fjerner seg hverandre uten at det er naturlig å si at det er et midtpunkt som er i ro og som ting fjerner seg fra, sier man gjerne at hele universet utvider seg.I det enkleste tilfellet kan Big Bang forklares utfra klassisk Newtonsk teori og kan oppfattes som en talemåte, men mere generelt trenger man generell relativitetsteori for å forstå universet og klassisk Newtonsk tenkning kommer til kort.

[Flimzes]

Det er et par ting som tyder på at det har vært et stort smell, f.eks så er det en stor støvsky lengst ut som man ikke kan se forbi, og et konstant "ekko" og støy som går gjennom verdensrommet som enkelte forskere tolker som ekkoet etter big bang.

[-trygve]

Som allerede nevnt var utgangspunktet for Big Bang-modellen observasjonen at galaksene i universet beveger seg bort fra hverandre, slik at hvis man tenker seg "filmen" spilt baklengs ville alle galaksene på et tidspunkt ha vært på samme sted. Men vel så interessant som denne inspirasjonen for å lage modellen er bevisene som har vært med å bekrefte den. To av de viktigste bevisene er:

 

1) den kosmiske bakgrunnsstrålingen.

 

2) fordelingen av grunnstoffer i universet.

 

På 40- og 50- tallet jobbet Gamow og venner med å finne konsekvenser av Big Bang, og de fant ut at det skulle finnes en bakgrunnsstråling som stammer fra det tidspunktet da universet ble kaldt nok til at de fleste fotonene ikke lenger hadde nok energi til å ionisere atomene rundt dem slik at universet ble gjennomsiktig. De beregnet også omtrent hvilken temperatur denne strålingen burde ha. I 1964 ble denne bakgrunnsstrålingen funnet, og temperaturen stemte bra med forutsigelsen. Senere har både mer detaljerte beregninger og observasjoner forsterket denne bevislinjen.

 

Ved å bruke egenskaper (virkningstverrsnitt) til atomkjerner kan fordelingen av grunnstoffer skapt (forutsatt at Big Bang-modellen stemmer) som en funksjon av hvor fort universet utvidet seg. Hvis Big Bang-modellen er riktig er det kun spesielle forhold mellom grunnstoffene som ble skapt i det tidlige universet som er konsistente, og gitt at man kjenner utvidelseshastigheten er det kun ett bestemt forhold som er konsistent. Observasjonen av fordelingen av grunnstoffer kompliseres av at fusjon i stjerner endrer forholdet, så man må finne gass som ikke har vært del av stjerner noen gang for å få riktige målinger. Men dette har man klart, og målingene stemmer med Big Bang-modellen.

 

Det finnes også andre beviser for at Big Bang er en god modell, men dette er nok de to viktigste.

 

 

 

 

Big Bang-modellen slik den ble lagt frem opprinnelig har riktignok et par store problemer, deriblant:

 

1) Temperaturen i bakgrunnsstrålingen fra forskjellige retninger er for lik.

 

2) Geometrien i universet er svært nær Euklidsk (flat).

 

3) Vi ser ingen magnetiske monopoler.

 

Det første er et problem fordi man naivt sett skulle tro at lyset ikke har hatt tid til å rekke frem fra de fjerneste delene av universet vi ser i en retning til de fjerneste delene vi ser i motsatt retning. Men hvis ikke en gang lyset har hatt tid til å forbinde disse områdene burde de ikke være i termisk likevekt og temperaturen i strålingen burde vært ulik. Det andre problemet kan virke litt rart, men utvidelsen av universet slik den har vært gjennom mesteparten av tiden det har eksistert vil drive geometrien vekk fra Euklidsk med mindre utgangspunktet var eksakt Euklidsk. Siden vi i dag observerer at universet er tilnærmet Euklidsk betyr det at det må ha vært enda nærmere å være Euklidsk i begynnelsen, og slike finjusteringer tilsynelatende uten noen underliggende grunn er ikke populære blant kosmologer. Det ville derfor være å foretrekke at det fantes en grunn til at universet var så nært Euklidsk i begynnelsen. Det tredje problemet er egentlig hypotetisk siden det er ingen som vet sikkert om slike magnetiske monopoler i det hele tatt burde finnes. Men mange partikkelfysikk-modeller forutsier at magnetiske monopoler burde finnes, og typisk i så stort antall at vi skulle forvente å se mange av dem. Hvis tettheten av monopoler på et eller annet vis har blitt tynnet ut kan det forklare hvorfor vi ikke har sett noen av dem.

 

Alle disse tre problemene løses ved å utvide den enkleste Big Bang-modellen med en inflasjonsepoke. Det vil si en epoke i det tidlige univers da utvidelseshastigheten var mye større enn det vi observerer i dag. Med en slik modell vil områder som nå er enormt langt fra hverandre ha vært så mye nærmere hverandre før inflasjonen at termisk likevekt ikke er noe problem. Inflasjonen vil videre drive geometrien til universe i retning av Euklidsk geometri slik at det er helt naturlig at universet hadde en nesten helt Euklidsk geometri like etter inflasjonsepoken. Dessuten ville den raske utvidelsen føre til en sterk fortynning av tettheten til eventuelle magnetiske monopoler.

 

 

[Naranek]

Det er et par ting som tyder på at det har vært et stort smell, f.eks så er det en stor støvsky lengst ut som man ikke kan se forbi, og et konstant "ekko" og støy som går gjennom verdensrommet som enkelte forskere tolker som ekkoet etter big bang.

Det er mer en suppe enn en støvsky, og den er ikke "lengst ut", den er lengst borte av det vi kan se. Det er ikke en kant det er snakk om, det er bare så langt tilbake vi kan se tilbake i tid fordi lyset som kommer fra lenger borte ikke har nådd oss enda. Det er også misvisende å kalle det et ekko, siden det når oss for første gang når vi ser det i dag.

[Flimzes]

Siden den er lengst tilbake i tid havner den også lengst unna oss av det vi kan se, naturlig nok. Det er også en grunn til at jeg satte ekko i gåseøyne, det egentlige navnet er vel den kosmiske bakgrundsstrålingen eller noe slikt.

[soulless]

Som et lite tillegg vil det også være spennende å følge med på LISAs ferd, og om LISA vil være i stand til å plukke opp gravitasjonsbølgene som relativitetsteorien forutsier skal være en konsekvens av big bang.

 

Dersom dette blir bekreftet, vil det definitivt være med på å underbygge teorien enda bedre enn den allerede er i dag.

 

Merk at det ikke lenger er konsensus blant fysikerene om Big Bang var "starten" (hadde du spurt dem for 10-15 år siden ville de svart at spørsmålet mest sannsynlig var absurd).

 

Du kan se litt mer info om deres teorier og hypoteser rundt dette temaet i denne dokumentaren:

eztv.it/BBC.co.uk

[-trygve]

Det er mer en suppe enn en støvsky, og den er ikke "lengst ut", den er lengst borte av det vi kan se. Det er ikke en kant det er snakk om, det er bare så langt tilbake vi kan se tilbake i tid fordi lyset som kommer fra lenger borte ikke har nådd oss enda. Det er også misvisende å kalle det et ekko, siden det når oss for første gang når vi ser det i dag.

Nei, det er ikke fordi det har gått for kort tid til at lyset har nådd frem til oss som gjør at vi ikke kan se lenger tilbake enn til da den kosmiske bakgrunnsstrålingen ble frigjort. De er fordi universet ikke var gjennomsiktig før det, så alt lys som ble sendt ut tidligere ble absorbert igjen nesten med en gang. Men idet universet ble kaldt nok til at de fleste fotonene ikke lenger kunne ionisere atomene rundt seg ble universet plutselig gjennomsiktig og lyset kunne reise gjennom rommet i milliarder av år uten å bli absorbert.

 

 

Skal vi "se" ting som skjedde før den kosmiske bakgrunnsstrålingen ble frigjort er det i prinsippet to muligheter: nøytrinobakgrunnen som ble frigjort noe tidligere og gravitasjonsbølger som ble frigjort enda tidligere. Nøytrinoer med så lav energi som det er snakk om her er mer eller mindre umulig å detektere, så jeg ville ikke satt pengene på det. Gravitasjonsbølgene er også utfordrende, men det ser likevel ut til at muligheten for å måle de en gang i fremtiden er større.

 

 

[Naranek]

Men idet universet ble kaldt nok til at de fleste fotonene ikke lenger kunne ionisere atomene rundt seg ble universet plutselig gjennomsiktig og lyset kunne reise gjennom rommet i milliarder av år uten å bli absorbert.

Nettopp, og jo lenger tid som går, jo lenger borte må kilden til dette lyset ha vært. Når det gjelder begynnelsen da det ikke var gjennomsiktig er selvsagt det suppen jeg snakker om.

Endret 4. februar 2011 av Naranek

[-trygve]

Men idet universet ble kaldt nok til at de fleste fotonene ikke lenger kunne ionisere atomene rundt seg ble universet plutselig gjennomsiktig og lyset kunne reise gjennom rommet i milliarder av år uten å bli absorbert.

Nettopp, og jo lenger tid som går, jo lenger borte må kilden til dette lyset ha vært. Når det gjelder begynnelsen da det ikke var gjennomsiktig er selvsagt det suppen jeg snakker om.

 

Ok, da høres det ut som om vi er enige. Det var bare jeg som var for treig til å forstå det ut fra det forrige innlegget ditt.