Big Bang bekreftes av nye målinger

Universet var mye varmere i sine unge dager. Nye målinger støtter den populære Big Bang-teorien og skaper problemer for konkurrerende modeller.

Ettergløden fra Big Bang var i tidenes morgen så kraftig at den dyttet til molekylene i galaksenes gasskyer. Ved å måle vibrasjonene har en internasjonal forskergruppe klart å finne ut hvor varmt universet var den gangen. (Foto: S. Pascarelle)
Ettergløden fra Big Bang var i tidenes morgen så kraftig at den dyttet til molekylene i galaksenes gasskyer. Ved å måle vibrasjonene har en internasjonal forskergruppe klart å finne ut hvor varmt universet var den gangen. (Foto: S. Pascarelle)

Universets temperatur

Forskerne har nå i alt fem datapunkter for universets temperaturutvikling, og tre av disse er helt nye. Dataene er fra vidt forskjellige rødforskyvninger og alle stemmer med teoriens spådommer. I tillegg finnes det datapunkter fra en annen teknikk, som kalles Sunyaev-Zel’dovich-effekten, som også kan brukes til å måle temperaturen i universet, men som ikke kan gå like langt tilbake.

 

En internasjonal gruppe astronomer viser at universet i sine unge dager, for 11 milliarder år siden, var fire ganger varmere enn i dag.

I dag har universet en temperatur på 2,7 grader over det absolutte nullpunktet. (2,7 Kelvin = -270,46 Celcius)

Førsteamanuensis i kosmologi, Steen H. Hansen fra Dark Cosmology Center på Niels Bohr Instituttet ved Københavns Universitet, er over begeistret for resultatene.

– Målingene viser at universet kjøles ned i perfekt overensstemmelse med Big Bang-modellens spådommer. De gir derfor massiv støtte til Big Bang-teorien, sier han.

Enda en bekreftelse av Big Bang-teorien

Ifølge Big Bang-teorien ble universet skapt ved et gigantisk brak for 13,7 milliarder år siden.

Like etter Big Bang besto universet av en ekstremt tett plasma som var i likevekt, det vil si at temperaturen var lik overalt. Da universet utvidet seg, falt temperaturen.

Big Bang-teorien er hittil blitt underbygd av to slags målinger.

1. Lyset i fjerne galakser er rødforskjøvet - altså forskjøvet mot den røde enden av det elektromagnetiske spekteret. Jo lenger vekk galakser befinner seg fra oss, jo større er denne effekten.

Det tar forskerne som et uttrykk for at universet utvider seg, siden en slik utvidelse nettopp strekker ut bølgelengdene, slik at de kommer over i den røde delen av spekteret.

2. Ettergløden fra Big Bang har den riktige temperaturen. Allerede på 1960-tallet klarte man å måle universets nåværende temperatur ved hjelp av den kosmiske bakgrunnsstrålingen, som er en etterglød fra Big Bang.

Bakgrunnsstrålingen og universet har samme temperatur, så hvis man kan observere ettergløden, vet man også hvor varmt hele universet er. Målingene viste at universets temperatur nå er 2,7 grader over det absolutte nullpunktet.

Kritikeres argumenter faller til jorden

Selv om Big Bang-teorien regnes for å være den mest slagkraftige og godt underbygde modellen for universets utvikling, blir den utfordret av andre, konkurrerende modeller. En av de alternative modellene er teorien om det statiske universet.

Tilhengerne av denne teorien har hittil forsøkt å forklare lysets rødforskyvning med at det må være skjedd noe med lyset på veien gjennom rommet. Ifølge Hansen viser nye målinger at det ikke er hold i det argumentet.

– Temperaturmålingene av det tidlige universet er så godt som umulig å forklare på annen vis enn at universet utvider seg. De setter en stopper for de alternative teoriene, som for eksempel de statiske modellene som sier at universet er uforanderlig, konstaterer Hansen.

Bildet viser temperaturvariasjoner i kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling. (Foto: NASA / WMAP Science Team)
Bildet viser temperaturvariasjoner i kosmisk mikrobølgebakgrunnsstråling. (Foto: NASA / WMAP Science Team)

Ettergløden dytter til molekylene

Den kosmiske bakgrunnsstrålingen, som er blitt kartlagt av satellitter i stor detalj, forteller om universets temperatur i dag.

Pasquier Noterdaeme og kolleger står bak de nye resultatene. De har målt temperaturen av det tidlige universet ved å studere lyset fra en støvsky som ligger i utkanten av en galakse 11 milliarder lysår unna.

Lyset bruker tid på å bevege seg fra ett sted til et annet, så lys som har vært underveis i verdensrommet i lang tid, stammer fra en fjern fortid. Når vi ser på lys som har vært underveis i 11 milliarder år, forteller det om hvordan forholdene i sin tid var i universet.

Gasskyen bugnet i sin tid av molekyler av for eksempel oksygen og karbon, som ble skjøvet og dyttet til av den kosmiske bakgrunnsstrålingen.

Trykket fra strålingen fikk molekylene til å vibrere, og jo varmere strålingen var, jo mer vibrerte de. Vibrasjonenes størrelse setter sitt preg på lyset i støvskyen, som derfor kan brukes til å beregne hvor varmt universets var.

– Samtlige nye temperaturmålinger av det tidlige universet stemmer overens med Big Bang-modellen, så det er virkelig sterke resultater, sier Hansen.

– Resultatene er så overbevisende at jeg har sendt ut en epost ut til samtlige masterstudenter i astronomi på instituttet for å gjøre dem oppmerksom på at denne studien er en milepæl innen astronomien, og at disse målingene er noe de bør forstå, sier Hansen.

___________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygård for forskning.no

Referanse og lenker

A Molecular Thermometer for The Distant Universe

Henvisning til vitenskapelig artikkel (som akkurat nå er under fagfellevurdering)

Om den kosmiske bakgrunnsstrålingen (Wikipedia)

Kontaktopplysninger for Steen H. Hansen

Powered by Labrador CMS