Universum
Universum (från latinet med betydelsen "det hela"; "allt skapat", "världen", "världsalltet", "världsbyggnaden") uppfattas vanligtvis som ett utrymme som per definition innehåller allting, det vill säga all materia, energi, rumtiden, naturlagarna och alla händelser.
Universum kan vara oändligt, men kan också vara ändligt men utan ände. Tankar om universums form och utsträckning kan förefalla paradoxala, men detta är inte så konstigt som det låter; en cirkels kurva eller ytan på en sfär är också ändlig men utan ändar.
Innehåll |
[redigera] Egenskaper
Universum är mycket gammalt och utvecklas. Enligt de mest precisa undersökningarna som har gjorts, baserat på observationer av den kosmiska bakgrundsstrålningen, är universum 13,73 ± 0,12 miljarder år gammalt.[1] Undersökningar baserade på andra metoder (till exempel radiometrisk datering) ger överensstämmande men mindre exakta slutsatser på 11–20 miljarder år[2] respektive 13–15 miljarder år.[3]
Medeldensiteten är mycket låg och beräknas till 9,9×10−30 kg/dm³. Trots detta innehåller universum en stor mängd energi. 73 % är mörk energi, 23 % mörk materia och endast 4 % av vanlig materia. Det är endast den vanliga materien som kan observeras direkt. För att förklara universums accelererande expansion har man infört begreppet "mörk energi". Det förklaras enklast som motsatsen till gravitation, anti-gravitation. Begreppet "mörk materia" har införts för att förklara hur galaxer kan hålla samman. Enligt gravitationslagen måste galaxerna bestå av mer materia än den synliga materian, och idag kan vi bara förklara detta med mörk materia. Vad den mörka energin och den mörka materian består av är fortfarande inte helt utrett, men det existerar en stor mängd hypoteser.
[redigera] Big Bang
Enligt den förhärskande kosmologiska teorin uppstod universum genom en urexpansion som var så extrem att en form som är lika stor som en atom tog formen till en tennisboll under en miljondels sekund och sedan en form lika stor som jorden under en annan, kallas Stora Smällen (Big Bang), för ca 13,7 miljarder år sedan, och att dess expansion fortfarande pågår. Forskning tyder på att expansionen till och med verkar accelerera. Flera teorier har lagts fram om vad det kan vara som driver accelerationen. Hypotesen om mörk energi uppkom bland annat som ett försök att förklara detta, och är i hög grad vetenskapligt accepterad. Följaktligen blir universum kontinuerligt större, och galaxerna i universum kommer allt längre ifrån varandra.
Makroskopiska objekt inbegriper förutom galaxer även kvasarer, nebulosor, planeter, stjärnor och svarta hål. Alla fysiska objekt och ljuset i universum är påverkade av gravitationskrafter. Detta resulterar eventuellt i en förtätning av all materia i ett glesare universum. En följd blir i så fall också att ljusvågor böjs alltmer av gravitationen och leder till visuella förvrängningar.
Om universum expanderar på detta sätt skulle resultatet, när universum blivit dubbelt så gammalt som det är nu, bli att endast objekt tillhörande den Lokala hopen kommer att vara synliga. Slutscenariot är ett gigantiskt ”tomrum” med ett enormt antal svarta hål som "ångar" bort under närmast oändligt lång tid på grund av Hawkingstrålning. Forskare räknar med att de minsta svarta hålen (motsvarande Solens massa) försvinner 1068 år efter universums uppkomst, de mellanstora svarta hålen (miljoner solmassor) efter 1087 år, och de allra största svarta hålen (galaxmassa) efter 10100 år. Kvar blir uttänjda fotoner och sönderfallspartiklar. Universum skulle bli i det närmaste totalt tomt.
Big Bang-teorin är en extrapolering av tolkningen av upphovet till den elektromagnetiska frekvensförskjutning som kallas rödförskjutning, och som kan observeras i ljuset från avlägsna stjärnor. Enligt Hubbles lag beror rödförskjutningen på den hastighet ljuskällorna avlägsnar sig med från oss, och rödförskjutningen är större ju längre bort källorna befinner sig. Jämför dopplereffekt som även avhandlar frekvensförskjutning av ljud från källor i rörelse. Förutom rödförskjutningen bekräftas Big Bang-teorin även av den kosmiska bakgrundsstrålningen, som är rester av den strålning som uppstod vid Big Bang, och av den relativa förekomsten av lätta grundämnen i universum, vilken förklaras väl av den nukleosyntes som skett i det tidiga varma och täta universum som teorin förutsätter.
[redigera] Det observerbara universum
Det observerbara universum är de galaxer och annan materia som vi i princip kan observera från jorden idag. Strålning från dessa objekt har haft tillräcklig tid på sig för att nå oss sedan universum började expandera vid Big Bang. Gränsen för det observerbara universum är den horisont, från vilken inga signaler ännu har hunnit hit.
Under antagandet att universum är isotropt, vilket stämmer väl med vad vi ser, så är radien på det observerbara universum densamma i alla riktningar, vilket innebär att det observerbara universum är en sfär med centrum i den som observerar, oavsett vilken form universum som helhet har.
Hur (eller om) rymden fortsätter bortom vårt observerbara universums horisont kan vi i princip inte ha någon direkt kunskap om. Så långt bort som vi har observerat, så ser dock universum i princip likadant ut överallt, inga tecken tyder på att rymden skulle ha ett slut.
[redigera] Storlek och form
Universums storlek är en fråga som inte är löst. Universum kan vara ändligt, men det kan också vara oändligt stort. Vi vet att det inte finns någon kant inom den volym vi kan se, vilket visar att hela universum har minst samma radie som det ”observerbara universum”, den volym vi kan se. Universums storlek och form hänger ihop med rymdens krökning i stor skala.
Ett ändligt universum kan antingen vara:
- Positivt krökt, vilket innebär att två fotoner som initialt följer parallella banor så småningom närmar sig varandra. I ett sådant universum kan man i princip åka "universum runt", och komma tillbaka från andra hållet. Ett sådant universum är ändligt stort men har ingen kant.
- Ändligt med en kant. Någonstans tar rymden slut. I princip möjligt, men kanten är teoretiskt och filosofiskt svårhanterlig.
- Ändligt med icke-trivial topologi. Rymden är i så fall inte ett enkelt sammanhängande rum. Fungerar ungefär som vissa datorspel, till exempel Pac-Man, där man kan åka ut ur skärmen på ena sidan och komma tillbaka in från andra sidan. I så fall har rymden ändlig storlek, men ingen rand. Den behöver dock inte vara positivt krökt. När man tittar ut i en sådan rymd med teleskop blir effekten som i ett kalejdoskop, om man ser tillräckligt långt så tittar man genom samma rymd igen, och ser samma galaxer en gång till.
Om universum är oändligt, så är rymden antingen utan krökning (platt) eller negativt krökt.
Mätningar av mikrovågsbakgrundsstrålningen gjorda av NASAs WMAP-projekt, har visat att rymdens krökning i det observerbara universum är inom 0.5% av att vara platt, vilket innebär att hela universum antingen är oändligt, eller åtminstone mycket större än det observerbara universum.[1][4], under förutsättning att dess topologi inte är icke-trivial.
Universums ålder är cirka 13,75 miljarder år, så man skulle kunna tro att det observerbara universum har en radie på 13,75 miljarder ljusår. Det är dock inte riktigt så enkelt,[5] eftersom universum expanderar. Det ljus som når oss idag från de mest avlägsna objekten, sändes ut då de var mycket närmare än 13,75 miljarder ljusår; under tiden ljuset färdats mot oss har sträckan blivit längre. Samtidigt har de objekt från vilka ljuset sändes ut avlägsnat sig från oss på grund av expansionen. Diametern av det observerbara universum beräknas vara ungefär 93 miljarder ljusår,[6] vilket innebär att avståndet till dess gräns är 46-47 miljarder ljusår.[7][8]
[redigera] Religiösa skapelseberättelser
Nästan alla religioner har skapelseberättelser som berättar hur universum skapats och vad som hände därefter. Ofta involverar dessa berättelser någon form av högre makt som aktivt skapat universum. I många religioner har denna högre makt personifierats. Gudar ingår i alla förklaringsmodeller hos de största religionerna utom buddhismen som undviker förklaring. Religiösa skapelseberättelser som berättar vad som fanns innan universum tillhör metafysiken.
[redigera] Se även
- Kosmos
- Big Bang
- Lambda-CDM-modellen
- Kosmologi
- Inflation (kosmologi)
- Steady state-teorin
- Solsystemet
- Universum (mängdteori)
- Universums framtid
- Universums historia
- Vintergatan
- Rymden
[redigera] Källor
- Astronomy, March 2003.
- Astronomy, June 2003.
- ^ [a b] ”Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results” (PDF). nasa.gov. http://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr3/pub_papers/fiveyear/basic_results/wmap5basic.pdf. Läst 2008-03-06.
- ^ Britt RR (2003-01-03). ”Age of Universe Revised, Again”. space.com. http://www.space.com/scienceastronomy/age_universe_030103.html. Läst 2007-01-08.
- ^ Wright EL (2005). ”Age of the Universe”. UCLA. http://www.astro.ucla.edu/~wright/age.html. Läst 2007-01-08.
Krauss LM, Chaboyer B (3 January 2003). ”Age Estimates of Globular Clusters in the Milky Way: Constraints on Cosmology”. Science (American Association for the Advancement of Science) 299 (5603): ss. 65–69. doi:. PMID 12511641. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/299/5603/65?ijkey=3D7y0Qonz=GO7ig.&keytype=3Dref&siteid=3Dsci. Läst 8 januari 2007. - ^ NASA: Shape of the universe map.gsfc.nasa.gov. Läst 2011-09-17.
- ^ Davis, Tamara M.; Charles H. Lineweaver (2004). ”Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the universe”. Publications of the Astronomical Society of Australia 21 (1): s. 97. doi:. Bibcode: 2004PASA...21...97D.
- ^ Itzhak Bars; John Terning. Extra Dimensions in Space and Time. Springer. sid. 27–. ISBN 9780387776378. http://books.google.com/books?id=fFSMatekilIC&pg=PA27. Läst 1 maj 2011
- ^ Frequently Asked Questions in Cosmology. Astro.ucla.edu. Retrieved on 2011-05-01.
- ^ Lineweaver, Charles; Tamara M. Davis (2005). ”Misconceptions about the Big Bang”. Scientific American. http://space.mit.edu/~kcooksey/teaching/AY5/MisconceptionsabouttheBigBang_ScientificAmerican.pdf. Läst 6 november 2008.
[redigera] Externa länkar
|
||||||||||||||||||||||||||
