The Big Bang er navnet vi har gitt til øyeblikket da universet begynte. Selv om ideen er velkjent, er den ofte dårlig misforstått. Selv folk med god forståelse av vitenskap har misoppfatninger om det. Et vanlig spørsmål er for eksempel “Hvor skjedde Big Bang?” Og svaret på det spørsmålet er overraskende. Så la oss dykke ned i det og prøve å forstå hvor misforståelsen oppstår.
Når folk blir fortalt om Big Bang, blir de ofte fortalt at “hele universets masse ble pakket inn i et punkt med null volum kalt en singularitet.” Singulariteten “eksploderte”, utvidet og avkjølte seg og resulterte til slutt i universet vi ser i dag. Folk trekker fra sin egen erfaring og analogiserer Big Bang med noe som en fyrverkeri eller en granat – en gjenstand som sitter på et sted, deretter eksploderer, og sprer rusk i eksisterende rom. Dette er et helt naturlig og rimelig mentalt bilde. Det er også helt feil.
Formen på universet
Teorien som beskriver Big Bang er Einsteins generelle relativitetsteori. I den beskriver Einstein tyngdekraften som selve formen på rommet når det bøyer og strekker seg. I nærheten av en stjerne eller planet er verdensrommet forvrengt; langt fra noe himmellegeme er rommet flatt. Hvis rommet er formbart, som teorien sier det er, kan det også komprimeres eller strekkes.
Den strekkingen og kompresjonen bringer oss til hva Big Bang egentlig er. Det er ikke en eksplosjon i ordets kjente betydning, men snarere en rask og tredimensjonal utvidelse av rommet. Det er mye å få hodet rundt på, så la oss prøve å forstå analogt. For å forenkle saken, vil vi bruke en endimensjonal analogi – et gummibånd.
Tenk deg at du hadde denne fantastiske gummistrikken – en som kan gå fra å være på størrelse med et atom til hver eneste bit så lenge du trenger den. Materialet til gummibåndet representerer plass. Ta det gummibåndet og strekk det slik at det er langt nok til å spenne over det nåværende synlige universet fra den ene siden til den andre. Ta en markør og sett merker på den. Disse markeringene vil representere galaksene på deres nåværende plassering.
La nå gummibåndet krympe til halvparten av den lengden. Prikkene beveget seg ikke på strikken, likevel kom de nærmere hverandre. Dette viser oss at avstander som vokser eller krymper mellom prikker (eller galakser) ikke alltid krever at prikkene beveger seg. Hvis rommet de bor i endrer størrelse, kan galaksene holde seg stasjonære innenfor det rommet, men likevel ser ut til å bevege seg.
Abonner for kontraintuitive, overraskende og virkningsfulle historier levert til innboksen din hver torsdag
Vi kan ta vår analogi til det ekstreme og la den krympe ned til subatomære størrelser. Igjen blir avstanden mellom galaksene mindre og gummistrikken blir bitteliten i størrelse, men det er strikken som krymper. I forhold til strikken er prikkene på samme sted.
Begynnelsen på uendelighet
The Big Bang er i utgangspunktet dette omvendt. Det krympede gummibåndet er universet før det begynte. Noe – og vi vet fortsatt ikke hva – fikk gummibåndet til å strekke seg, og den strekkingen er universet som utvider seg. Det startet for 14 milliarder år siden, og det pågår fortsatt i dag.
Så det er den rette måten å tenke på Big Bang: Det er ikke en eksplosjon. Det er snarere en eksplosiv utvidelse og strekking av rommet. Så hvordan hjelper dette oss med å finne ut hvor Big Bang fant sted?
For å gjøre det påkaller vi igjen gummibåndet vårt. Denne gangen er gummibåndet enda mer tøyelig. Vår forrige strakte seg over det synlige universet, men universet i sin helhet er så mye større enn det. Faktisk tyder bevisene sterkt på at universet er uendelig. Det er steder så langt unna at vi ikke kan se dem i det hele tatt – lyset fra disse stedene har ennå ikke nådd oss. Mer om dette punktet om litt.
Hvis hele universet faktisk er uendelig, strekker det nye gummibåndet seg ut i det uendelige, for eksempel på høyre/venstre akse. Velg et tilfeldig sted, og bandet strekker seg til det uendelige både til høyre og venstre. Men velg et annet sted, og det samme er sant. Faktisk vil enhver plassering man velger ha en lik og uendelig avstand til høyre og venstre.
Når vi blander uendelighet og strekk, får vi ytterligere rare konsekvenser. Hvis gummibåndet er uendelig, og du strekker det slik at avstanden mellom disse galaksepunktene dobles, eller lar det krympe slik at avstanden halveres, er gummibåndet fortsatt uendelig. Uendelighet betyr evig – du kan ikke få dobbelt for alltid, og du kan ikke få halvparten av evig.
Sentrer deg selv
Når vi kombinerer disse ideene, sitter vi igjen med den forbløffende konklusjonen at det ikke er noe unikt senter for universet, eller tilsvarende kan alle steder kalles sentrum. Faktisk, som du kanskje alltid har mistenkt, er du helt innenfor dine rettigheter til å tenke på deg selv som sentrum av universet. (Forsett, det er en god følelse. Unn deg selv en ny porsjon dessert i kveld.)
Men hva om det ikke er sant at universet er det uendelig? Vel, forskere er sikre på at volumet til hele universet er minst 125 millioner ganger volumet av det synlige universet. Selv om universet er begrenset, vekker det fantasien om at sentrum vil bli funnet i vårt synlige univers. Og det er viktig å huske at bevisene sterkt favoriserer et uendelig univers. I mangel av noen nye data, er det en fullstendig plausibel formodning.
Så, hva er bunnlinjen? Det er at vi ikke skal tenke på Big Bang som et kosmisk fyrverkeri som brøt ut på et spesielt sted. I stedet bør Big Bang betraktes som den raske utvidelsen av verdensrommet, hvor alle flekker kan anses å være sentrum med like stor gyldighet. Og fordi hele universet antas å være uendelig, utvider det seg ikke til noe. Den strekker seg eller krymper, men den forblir uendelig.
Dette kan virke som en merkelig konklusjon, men den representerer mer trofast det kosmologiske fellesskapets forståelse av rommets natur og hvordan det ble til, og er et godt eksempel på hvordan moderne fysikk kan blåse tankene dine.