Hvordan vet vi at Big Bang-teorien stemmer?
Siden lyset bruker tid på å bevege seg, vil det vi ser, alltid være noe som skjedde for en viss tid siden. Lyset bruker cirka 8 minutter fra sola til jorda. Når vi ser opp på himmelen, ser vi derfor sola slik den var for 8 minutter siden. Og jo lengre avstand det er til det vi observerer, jo lenger tilbake i tid ser vi. De fjerneste galaksene som er observert, ligger så langt unna at lyset har brukt over 13 milliarder år på veien. Det betyr at vi observerer universet slik det var da det var mindre enn 1 milliard år gammelt. Årsaken til at vi ikke finner fjernere galakser, er med andre ord at de ikke ble dannet tidligere.
Ved å bruke avanserte teleskoper i verdensrommet til å studere forhold veldig langt unna har forskerne derfor kunnet bekrefte effekter av Big Bang som har med dannelsen av de første stjernene og galaksene å gjøre.
Big Bang sendte ut store mengder elektromagnetisk stråling som fortsatt eksisterer. Dette kalles den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Ifølge teorien «slapp den løs» da elektronene ble bundet til atomkjernene 380 000 år etter Big Bang. Siden da har strålingen beveget seg uhindret og skal ifølge teorien fylle hele universet. Det betyr at vi må kunne måle den overalt, og at den er lik i alle retninger.
Bakgrunnsstrålingen har en bølgelengde som ble bestemt av temperaturen da eksplosjonen skjedde. Siden temperaturen har sunket veldig siden da, skal bølgelengden nå ligge i mikrobølge-delen av det elektromagnetiske spekteret. Da COBE-satellitten bekreftet dette svært nøyaktig i 1990, feide Big Bang-teorien all tvil til side!
Senere er det gjort enda mer nøyaktige målinger av bakgrunnsstrålingen. Figuren under viser et kart over denne strålingen for hele himmelen. Ørsmå temperaturvariasjoner er gjengitt med kunstige fargevariasjoner.
Målingene viser at strålingen er nesten helt jevn, men at det er ørsmå variasjoner i temperatur. Dette skyldes små variasjoner i tetthet, noe som igjen er årsaken til at stjerner og galakser har blitt dannet.
Ifølge Big Bang-teorien var det i en kort periode, fra universet var noen sekunder til noen minutter gammelt, at grunnstoff kunne dannes. Det var i hovedsak hydrogen og helium som ble dannet, og ifølge teorien utgjorde hydrogen 75 % og helium 24 %, mens den siste prosenten besto av deuterium, litium og beryllium. Dette stemmer godt overens med det som faktisk observeres når man gjør målinger på gamle gasskyer, og gir dermed ytterligere støtte til Big Bang-teorien.
Hva utløste Big Bang, og fantes det noe før Big Bang?
- Fysikerne har regnet ut at det må være mye mer masse i galaksene enn det vi ser av stjerner og planeter. Dette kalles mørk materie, siden den ikke sender ut elektromagnetisk stråling vi kan registrere. Men vi vet fortsatt ikke hva mørk materie egentlig er.
- Målinger har vist at utvidelsen av universet har økt de siste milliarder årene. Hvordan er det mulig? Den eneste kraften man vet om som påvirker stjerner og galakser, er gravitasjonskraften, og den er alltid tiltrekkende. Men for at universet skal kunne utvide seg, må noe virke frastøtende. Fysikerne aner ikke hva det kan være, men kaller det for mørk energi.