Før Big-Bang
eksisterte verken rom eller tid.
Det er derfor meningsløst å spørre om hva som var før det store smellet.
– Det kan ha vært et kvantefelt med kvantefluktuasjoner
som førte til at universet oppsto av ingenting.
[Stephen Hawking] [Laurence Krauss]
Spørsmålet blir i tilfelle
hvor dette kvantefeltet kom fra?
Også tid og rom oppsto i «Det store smellet».
Før det fantes ikke tid og rom.
Smellet skjedde altså ikke på noe bestemt sted,
og det var heller ikke noe før det skjedde.
Dette betyr at vi har nådd grensen
for det språket kan uttrykke og tanken kan fatte.
Men vi skjønner i det minste at alt som er,
må ha oppstått fra ingenting.
Før Big-Bang var det et kjempestort ingenting;
– eller kanskje var det et bittelite ingenting?
Med utgangspunkt i Big Bang-teorien har astronomene matematisk skrudd tiden tilbake,
til en milliondel av en milliondel av et sekund, etter ursmellet.
For 13,73 milliarder år siden. Big-bang.
0 sekunder.
Det store smellet var en singularitet
med uendelig temperatur og tetthet.
[I følge den generelle relativitetsteorien]
(Men kvantemekanikken godtar ikke punkter uten utstrekning.)
Styrken på naturkonstantene for de grunnleggende naturkreftene ble fastsatt.
Etter 10⁻⁴³ sekunder.
Balansen mellom materie og anti-materie vippet over i favør av materie.
Det antas at vakuumenergi med frastøtende tyngdekraft forårsaket den voldsomme
ekspansjonen.
For hver 1 milliard antipartikkel som ble skapt,
ble det skapt 1 milliard + 1 vanlig partikkel.
Etter 10⁻³⁵ til 10⁻³³ sekunder.
Inflasjonsperioden.
Universet hadde en kort periode med
inflasjon (superekspansjon som var raskere enn lyset),
som forklarer skillet mellom totalt og
observerbart univers.
Kvarker og antikvarker dominerte.
Etter 10⁻⁵ sekunder = 0,000010 sekunder = 10 µs.
QGP-perioden (quark-gluon plasma perioden)
var en suppe av elementær-partiklene kvark og gluon.
Gluoner er «limpartikler»
som holder kvarkene sammen.
Kvark-gluon-plasma ble til kjernepartikler (hadronisering),
og det ble dannet protoner,
nøytroner,
mesoner
og
baryoner.
Etter ¹/₁₀₀ sekund
var temperaturen 100 milliarder ℃.
Universet inneholdt for
det meste fotoner, elektroner og nøytrinoer og deres antipartikler,
samt noen protoner og nøytroner.
Etter 1 sekund
var universet nedkjølt til ca. én million ℃.
Protoner og nøytroner dannet kjerner
i hydrogen, helium, litium og deuterium.
I de første hundretusener år
var universet en plasma-blanding
av atomkjerner og elektroner,
ugjennomsiktig for lyset.
Etter 300000 år
hadde temperaturen sunket til 3000 ℃.
Det ble et skille mellom stoff og energi.
Lette atomer ble dannet av atomkjerner og elektroner:
hydrogen, helium og litium.
Etter 380000 år.
Det ble større avstand mellom protoner og elektroner
og universet ble gjennomsiktig,
fotonene fikk mer plass og lyset slapp løs.
Det synlige univers var imidlertid
mye større enn 380000 lysår.
Etter noen millioner år begynte atomkjernene å fange inn elektroner.
Etter 1 milliard år.
Hoper av stoff dannet kvasarer, stjerner og proto-galakser.
Stjerner begynte å produsere tyngre atomkjerner.
For 13,6 milliarder år siden.
180 millioner år etter Big-Bang.
De første stjernene ble antent og lyste opp universet.
De var trolig blå superkjemper.
De første stjernene var flere hundre ganger mer massive enn Sola.
De brant slik at det lyste blått.
Med overflatetemperaturer på over hundre tusen grader.
Stoffene gikk først fra H → He → O → Fe.
Etter bare en million år var alt brennstoffet brukt opp.
Kjernen kollapset, og stjernen imploderte;
og eksploderte i en kollosal supernovaeksplosjon.
Stoffene ble spredt rundt omkring i kosmos.
11,2 milliarder &år siden.
Stoffene samlet seg og skapte tykke skyer av gass og støv,
der nye generasjoner ble til, og de føste galaksene, inkluder
Melkeveien.
Nå kom det stjerner med ulik størrelse, farge,
og nye objekter; planeter, som var
kloder med komplekse grunnstoffer.
Det oppsto blå stjerner, hvite stjerner, enkeltstjerner, dobbeltstjerner
og tilogmed trippelstjerner som gikk i bane rundt hverandre.
For 11 milliarder år siden
oppsto alle galaksene omtrent samtidig.
☞ Astronomiordbok.html
Etter milliarder av år
ble tyngre elementer som karbon og oksygen dannet i senteret av
massive stjerner.
Når stjernene eksploderte ble grunnstoffene spredt ut i universet.
For 10 milliarder år siden.
Gaia Enceladus, en nabogalakse
¼ så stor som Melekveien,
kolliderte med Melkeveien.
Resultatet ble uorden i den flate skiva.
Resultatet ble bla. at enkelte stjerner
går i motsatt bane rundt Melkeveien.
Galakser består for det meste av tomrom,
slik at sjansen for at stjerner skal kollidere er liten.
Melkeveien fikk en milliard nye stjerner.
For 9,5 milliarder år siden.
Supernovaen «SN Refsdal»
eksploderte bak en gravitasjonslinse.
Avstanden er 9,5 milliarder lysår.
Lyset fra eksplosjonen har vært på vei siden den gang.
Supernovaen er oppkalt etter nordmannen Sjur Refsdal.
Gravitasjonslinsen består av en massiv galaksehop «MACS J1149+2223».
Pga. gravitasjonslinsen blir lyset forvridd, splittet i flere bilder og delvis forsinket.
6 milliarder år siden.
Dverggalaksen Sagittarius (Skytten)
stupte inn i Melkeveien.
Stjernene ble revet vekk
og slo hull i skiva,
og stjernene ble spredd
i et bestemt mønster,
og det ble laget to lange strømmer.
Melkeveien fikk tilført ny gass.
☞ Astronomiordbok.html
For over 4,6 milliarder år siden.
En stor roterende molekylsky
av gass, hydrogen, helium og støv
hadde samlet seg i rommet.
For over 4,6 milliarder år siden.
Solsystemet ble til. ☞ Jorden.html
Før 3,4 milliarder år siden.
Stromatolitter. ☞ Jorden.html
For 2,7 til 2,3 milliarder år siden.
Den første istiden.
☞ Jorden.html
For 2,5 milliarder år siden.
Oksygennivået i havet økte.
☞ Jorden.html
Celler gikk fra kjemosyntese til fotosyntese.
☞ Livet.html
2,4 milliarder år siden. Oksygenkatastrofen.
☞ Livet.html
2,1 milliard år siden. Flercellede organismer.
☞ Livet.html
Melkeveien er den største galaksen i sitt nabolag
og er omgitt av flere mindre dverggalakser og stjernehoper.
Gjennom historien har Melkeveien vokst
ved å ta opp flere mindre galakser.
For mindre enn 900 millioner år siden.
Melkeveien kolliderte nesten med nabogalaksen Sagittarius.
Dverggalaksen Sagittarius holder sakte,
men sikkert på å bli slukt av Melkeveien.
Den er 70 tusen lysår fra jorda.
Diameteren er 10 tusen lysår
og den har noen titalls millioner stjerner.
☞ Astronomiordbok.html
700 millioner år siden.
Planter og sopp.
☞ Livet.html
For 700 millioner år siden.
Huron-istiden.
☞ Jorden.html
For 600 millioner år siden.
Storkontinentet Pannotia delte seg til fire kontinenter på sydlige halvkule.
På den nordlige halvkule var det nesten bare vann.
☞ Jorden.html
1960-tallet.
Nordmannen Sjur Refsdal
var den første som forutså
mange praktiske anvendelser
med gravitasjonslinsing.
1995.
Supernovaeen «SN Refsdal»
som eksploderte for over ni milliarder år siden
var trolig synlig for første gang i gravitasjonslinsen.
Men ingen observerte den.
Hver galakse har et par
supernovaeksplosjoner, statistisk,
over en hundre års periode.
Lysstyrken i eksplosjonen stiger brått i løpet av timer og dager,
og synker så igjen de neste dagene og ukene.
Men man vet ikke på forhånd hvor på himmelen man skal lete.
For å studere supernovaer må astronomene reagere raskt.
November 2014.
Supernovaeen «SN Refsdal» som eksploderte for over ni milliarder år siden
ble synlig for andre gang i gravitasjonslinsen.
Pga. gravitasjonslinsen kan man se flere kopier av samme supernova.
Stjernen har bare eksplodert én gang,
men man ser repriser av hendelsen
fordi lyset bruker forskjellig tid
på å nå frem til jorden gjennom ulike kopibilder.
Det er massefordelingen i gravitasjonslinsen som bestemmer
når, hvor og hvor mange ganger man får se stjernen eksplodere.
Pga. modeller av massefordelingen av gravitasjonslinsen
kunne astronomene forutsi at eksplosjonen
skulle komme i en reprise i desember 2015.
Desember 2015.
Supernovaen «SN Refsdal»
som eksploderte for over ni milliarder år siden
ble synlig for tredje gang i gravitasjonslinsen.
Pga. 2014-observasjonen var dette forutsett.
2020.
Det synlige univers er ca. 14 milliarder lysår.
Utenfor der er det ikke noe materie.
Det totale univers er over 100 milliarder lysår.
Bakgrunnsstrålingen, eller «urlyset»
som slapp løs 380 tusen år etter Big Bang, har,
– etter over 13 milliarder år,
fått ca. to tusen ganger lengre bølgelengde,
og kan i vår tid måles
som en kjølig bakgrunns-radiostråling.
Lysbølgene er strukket ut fordi rommet har utvidet seg
mens lyset var på vei.
Temperaturen er 2,73°K eller 2,73°
over det absolutte nullpunktet,
eller -270 ℃.
Strålingen ser ut til å være jevnt fordelt,
noe som bekrefter inflasjonsperioden.
Bakgrunnsstrålingen gjennomtrenger alt rom
og kan brukes som referanseramme for måling
av galaksebevegelser.
Universet er svært homogent
og ser likt ut i alle retninger.
Fordelingen av galakser er den
samme i alle retninger.
Og strålingen fra Big Bang,
den kosmiske bakgrunnsstrålingen, er også
lik i alle retninger.
«Mørk materie» utgjør mellom 70% og 99%
av all masse i universet.
I vår tid er sola halvveis i livssyklusen.
Den består av 75% hydrogen, 23% helium og en liten
andel tyngre grunnstoffer.
2100. Selvforsynte kolonier på Mars kan være realistisk.
3000.
Menneskene kan ha kommet ut i verdensrommet til nye planeter.
Om 4 milliarder år
kolliderer Melkeveien med Andromeda-galaksen.
Om 7,44 milliarder år
blir sola til en rød dverg.
Den indre kjernen er tom for hydrogen og
trekker seg sammen og blir varmere.
Når temperaturen blir 100 millioner °K, begynner heliumfusjon til karbon.
I skallet utenfor kjernen starter hydrogenfusjon til helium.
Når heliumet i kjernen er brukt opp
trekkes kjernen sammen og varmes opp.
I skallet utenfor kjernen starter heliumfusjon til karbon.
De små stjernene i universet
vil fortsette å lyse etter
at de store har brent ut.
Røde dvegstjerner er de lengst
levende i universet.
Om 7 milliarder år. Fjell smelter.
Om 12,23 milliarder år.
De ytre lagene varmes ytterligere opp og eser ut,
– kanskje helt ut til jordbanen.
Deretter blåses det ytre laget ut i rommet
og lager en «planetarisk tåke» av gass
som ekspanderer utover og fortynnes og tilslutt blir usynlig.
Kjernen faller sammen til en hvit dverg.
Størrelsen er omtrent som jorda,
men massen er fortsatt enorm,
over 200000 ganger jordmassen.
Om 14 milliarder år
blir kjernen nedkjølt
og karbonatomer krystalliserer
og sola blir en kjempestor diamant.
Evigheten er veldig lang,
særlig mot slutten.
Etter mange milliarder år
avgir Sola ikke noe lys og blir til en svart dverg.
Om veldig mange milliarder år.
Avstandene i rommet øker ved at selve rommet øker. (Det er
ikke stjernene og galaksene som beveger seg fra hverandre, slik som i en eksplosjon, men selve
rommet mellom objektene som utvider seg.)
Nattehimmelen blir svart,
og man kan ikke lenger se lyset fra stjernene.
Om 10 billioner år,
slutter den siste stjerna å lyse
og universet vil gå i svart.
Om 10¹⁴ år.
Det er ikke lenger materiale tilgjengelig
for å danne nye stjerner og planeter.
Om 10¹⁵ år.
Solsystemer og galakser går i oppløsning.
Utbrente stjerner og planeter svirrer
rundt på egenhånd.
Om 10³⁶ år.
Protoner brytes ned til gammastråling og leptoner
som annihilerer med elektroner.
Om 10⁴⁰ år.
All materie er brutt ned til fotoner.
Kun sorte hull igjen.
Fra 10⁴⁰ år forsvinner også sorte hull og all materie er borte.
Om 10¹⁰⁰⁰ år.
Etter enda ufattelig mange milliarder år
blir også avstanden mellom atomer og kvarker større.
Tilslutt løses det hele opp og blir en kvarksky
med maksimal entropi jevnt fordelt over hele universet.
🔗tv.nrk.no – Jakten på en ny planet.
16.12.2021.
Finnes det liv der ute?
James Webb-teleskopet vil la oss se lenger ut i universet enn noen gang før.
Møt forskerne som jakter på en ny verden.
Big-Bang –
Med utgangspunkt i Big Bang-teorien har astronomene
matematisk skrudd tiden 13,7 milliarder år tilbake,
til en milliondel av en milliondel av et sekund etter ursmellet.
I 1927 oppdaget Edwin Hubble (1889-1953) at universet utvidet seg.
Og at galaksene beveger seg fortere jo større avstanden mellom dem er.
Modellen fikk navnet «Big Bang».
I 1948 ble «Steady State»-teorien fremlagt,
hvor universet er likt til alle tider
og at det foregår kontinuerlig dannelse av materie overalt.
Utover på 50- og 60-tallet var det astronomiske miljøet delt i to leire.
Kvantemekanikken forutsa at dersom Big Bang-modellen var riktig,
ville det finnes en radiostråling overalt i universet, som ikke var mulig i Steady State.
Strålingen er et ekko av lyset som slapp løs 300000 år etter Big-bang.
I 1965 ble bakgrunnstrålingen påvist av Arno Penzias og Robert Wilson ved Bell telefonlaboratorier i USA.
En annen oppdagelse var at tettheten av fjerne radiogalakser er mye større enn tettheten av nære radiogalakser.
I 1978 fikk Penzias og Wilson Nobelprisen for oppdagelsen av bakgrunnstrålingen.
I november 1989 ble COBE skutt opp.
1991. COBE oppdaget ujevnheter i mikrobølge-bakgrunnsstrålingen.
Big-Bang er en vitenskapelig teori som ikke kan reproduseres.
Teorien bygger på astronomiske observasjoner og naturlover.
Argumenter for Big Bang er observasjoner av:
– nattehimmelens svarthet.
– universets ekspansjon.
– rødforskyvningen.
– dopplereffekten.
– de eldste og fjerneste galaksene og stjernene.
– universets kjemiske sammensetning.
– fordelingen av ulike typer materie.
– Forutsigelsen og oppdagelsen av den kjølige bakgrunns-radiostrålingen.
– Einsteins generelle relativitetsteori.
Problemet er når universet er en singularitet, må det forklares med kvantefysikk.
Strengteorien er et forsøk på å unifisere teoriene.
Blågrønnbakterier er fotoautotrofe som får energi fra fotosyntese
knyttet til cellemembranen, og ikke kloroplaster.
Cyanobakterier var de tidligste former for liv på jorden.
3,4 milliarder år siden. Cyanobakterier ble dannet i havet.
De brukte karbon (C) som byggesteiner,
som de skaffet ved kjemosyntese,
ved at CO₂ ble tatt fra atmosfæren og O ble skilt ut.
Hydrogen (H₂O) ble tatt opp fra luften.
En milliard kan skrives som 109 eller som 10^9 eller som 10E9.
Universet har 200 milliarder galakser hver med 200 milliarder stjerner
= 200E9
= 2E11.
For å finne ut hvor mange stjerner det er i universet kan man gange de to tallene med hverandre.
Ved eksponentnotasjon adderer man eksponentene
2E11 × 2E11 = 2E22 = 2 × 10²².
Fra 542 til 485 millioner år siden.
Oksygenet økte til omtrent dagens nivå (21%).
Mange nye livsformer oppsto i havet.
Bla. flercellede dyr og dyr med kalkskall, bla. trilobitter.
For over 4 milliarder år siden.
80% av atmosfæren var CO₂ og nesten ikke oksygen.
Oksygenproduserende fotosyntese oppsto. For 2 milliarder år siden,
økte O-nivået.
Ozon i atmosfæren skjermet mot UV-stråling.
Jern rustet.
De første, enkle livsformene
kunne klare seg med små mengder oksygen
som ble dannet av blågrønnbakterier i havet.
Atmosfærens O-innhold holdt seg likevel konstant
fordi oksygenet i atmosfæren
ble brukt til å bryte ned døde alger.
For 750 millioner år siden.
Havene var oksygenfattige og fylt med giftig H₂S,
som ble dannet av hydrogensulfidproduserende bakterier.
Det var umulig for avansert liv å utvikle seg.
For 400 millioner år siden, i
kambrium,
produserte planter på land
store mengder oksygen
vha. fotosyntese.
Oksygenet økte til dagens nivå.
For 252 millioner år siden.
Oksygennivået sank som følge av
massiv vulkanisme i Øst-Sibir.
Pangea –
var et superkontinent
som eksisterte for over
to hundre millioner år siden.
Dyrelivet inkluderte bla.
primitive amfibier, firbente virveldyr, reptiler
og det som senere utviklet seg til pattedyr.
– Blattoptera, en fjern slektning av kakerlakken
utgjorde trolig 90% av insektene.
Etter hvert utviklet andre insekter seg,
slik som biller, fluer og sommerfugler.
Odonata (øyenstikker) var et amfibisk rovinsekt
med vingespenn opptil 70 cm.
På land var det nåletrær, palmer,
reptiler og planteetende dinosaurer.
Flygeøgler.
Ozon-filteret absorberer UV-stråling og beskytter livet på landjorda.
Melanin blokkerer for UV-lys.
For 4,6 milliarder år siden.
Solen ble dannet.
Frossent materiale i skyen rundt ble gjennomstrålet av UV-stråler.
Trolig ble det dannet organiske stoff, som f.eks. aminosyrer og amfifiler (små cellelignende strukturer).
For 3,8 milliarder år siden, var det kraftig UV-og kosmisk-stråling.
Trolig utviklet de tidligste encellete organismene seg på dypt vann,
skjermet for livsfarlig UV-stråling fra solen.
For 2 milliarder år siden. Oksygenproduserende fotosyntese førte til at oksygeninnholdet i atmosfæren kom opp mot 3%.
Ozon absorberte UV-stråling,
slik at liv kunne etablere
seg høyere i vannmassene.
For 1,3 milliarder år siden, hadde
bakteriene fjernet så mye CO₂ at andre livsformer kunne utvikles.