Hopp til innhold
SubjectMaterialFagstoff

Fagartikkel

Hvordan vet vi at Big Bang-teorien stemmer?

Lenge var Big Bang-teorien bare en hypotese, og den møtte mye motstand, siden ingen kunne forstå at alt kunne oppstå fra ingenting. Men hypotesen ga forskerne mulighet til å utlede noen konsekvenser. Når disse ble bekreftet av eksperimenter, ble hypotesen styrket som teori.

FooterHeaderIconFooter iconLK20
Romobservatoriet til tyske Max Planck-institutt for astronomi kartla strålingen som er igjen fra Big Bang, men registrerte også mikrobølger fra nærmere himmellegemer i vår galakse. Foto.

Kosmisk bakgrunnsstråling som stammer fra Big Bang.

Observasjoner tilbake i tid

En fjern galakse med mange stjerner vises som en sky av stjerner. Foto.

Spiralgalaksen M33 sett med Hubble-teleskopet. Avstand 3 mill. lysår.

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.

Kosmisk bakgrunnsstråling

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.

Universet avbildet som et ellipseformet kart med farger som indikerer temperaturvariasjoner. Illustrasjon.

Kosmisk bakgrunnsstråling. Kart over universet da det var 380 000 år gammelt. Kartet er lagd med data fra WMAP-satellitten. Fargene er kunstige og viser ørsmå temperaturvariasjoner.

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.

Fordeling av grunnstoff

Sektordiagram som viser fordelingen av ulike grunnstoff kort tid etter Big Bang: 75 % hydrogen, 24 % helium og 1 % deuterium, litium og beryllium. Illustrasjon.

Fordeling av grunnstoff kort tid etter Big Bang

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.

Ubesvarte spørsmål


  1. Hva utløste Big Bang, og fantes det noe før Big Bang?
  2. 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.
  3. 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.
Sist oppdatert 10.08.2020
Skrevet av Astrid Johansen

Læringsressurser

Big bang og universets utvikling