Makrokosmos

Min första upplevelse av Rymden var nog ett äventyr i Kalle Anka.
Bortom vårt jordklot fanns en cocktail av planeter,asteroider,kometer och stjärnor, om man inte hade raket eller tefat för att åka ut så kunde man besöka någon knäppig professor som tittade ut i en groteskt stor kikare.

Bland den breda allmännheten är nog föreställningsvärlden densamma, rymden är något STORT och märkligt, den är SVÅR att förstå och den angår egentligen bara kufiska FORSKARE.
Dom inbördes relationerna mellan stjärnor,galaxer och planeter vad gäller storlek, avstånd och tids-skalor är tämligen oklara trots otaliga pedagogiska artiklar i dagstidningarna vid månförmörkelser och asteroid-regn.

Det var på 1800-talet som man kunde mäta avstånd till stjärnorna med parallaxmetoden som innebär att man utnyttjar jordens bana runt solen för att få flera något olika observationsvinklar enligt samma princip som i lantmäteri. Dessutom kunde man ta spektrum av stjärnljuset och på så sätt få information om temperaturförhållanden och kemisk sammansättning.

Om rymden är full av stjärnor då kan man undra varför det är mörkt på natten ?
På samma sätt som när man är i skogen så borde varje vinkelsegment man betraktar inkludera åtminstone någon stjärna om inte nära så i alla fall långt bort. Visserligen minskar ljusstyrkan med kvadraten på avståndet men det kompenseras av att antalet stjärnor ökar kvadratiskt då avståndet växer. Detta kallas Olbers paradox.
En lösning kunde vara att det bara finns ett begränsat antal stjärnor men då borde dessa falla in mot sin gemensamma tyngpunkt. För att undvika detta så kan man tänka sig att stjärnorna istället roterar runt den gemensamma tyngdpunkten, detta skulle då förklara den formation som kallas Vintergatan det band som går över himlen med otaliga svagt lysande stjärnor ( beroende på att de ligger längre bort än de övriga stjärnorna ).
Denna tanke fanns redan för flera hundra år sedan men det var först på 1900-talet som teleskopen blev tillräckligt bra för att kunna fastställa att så verkligen är fallet. Andra dimfläckar utanför vintergatans band visade sig vara andra galaxer såsom Andromeda och de Magellanska molnen ( som bara syns på södra halvklotet ) Nu kan man ju fråga sig om inte galaxerna också borde uppfylla Olbers paradox. Här började den disciplin som kallas kosmologi där man tillämpade den nyligen formulerade allmänna relativitetsteorin på kosmos. Einstein själv var konfunderad av detta problem och laborerade med en kosmologisk konstant för att åtminstone undvika gravitationskollaps av alla galaxerna. Den som var pionjär på detta område blev istället Lemaitre vars teori om en urknall tycktes bekräftas av astronomen Hubbles upptäckt att galaxerna skingras från varandra vilket märks på rödförskjutningen av avlägnsa galaxers spektrum.

Denna teori har sedan förfinats, år 1965 upptäckte man den kosmiska bakgrunds-strålningen som är efterskenet av denna händelse, forskarna vid Bell Laboratories var på jakt efter den irriterande störningskälla som försämrade radiokommunikation vid frekvens motsvarande den s.k "antenntemperaturen" av cirka 3 grader Kelvin. Lemaitre tänkte sig en så kallad "uratom" som startpunkt och visserligen hade man hittat otroligt täta objekt i form av neutronstjärnor med egenskaper som påminde om vad man kunde förvänta sig. Men nu är det så enligt relativitetsteorin att en neutronstjärna kan ha en massa högst 3 gånger större än solen ( eller en miljon gånger jordens ). Om massan är större än så kommer neutronstjärnan att rasa ihop till ett svart hål där all materia skulle samlas i en enda punkt (singulariteten).
Man försökte förklara ursmällen med en naken singularitet, detta skulle vara som ett svart hål men ha motsatt effekt att materia kastades ut ur ett punktformigt objekt. Enligt kvant-teorin 1900-talets oregerlige samregent till Einsteins relativitetsteori borde detta objekt inte vara exakt en matematisk punkt utan ha en storlek på cirka 10 ^-35 meter, denna Planck-längd kan sägas vara när energi-nivån i obestämdhetsrelationen motsvarar gravitationen i ett svart hål. Enligt dom kosmologiska ekvationerna skulle en sådan "lättklädd nästan-singularitet" expandera till en storlek som idag skulle vara endast en tiotusendels millimeter !

Eftersom univesum är mer än 10 miljarder ljusår och ett ljusår är nästan 10 000 000 000 000 000 meter så borde "nästan-singulariteten" haft en storlek som var 10³⁰ gånger större än Planck-längden. Denna storlek råkar vara en tiotusendels millimeter även den men detta avser alltså universums storlek vid tiden NOLL och inte vid dagens tidpunkt, som numera beräknas till 13.7 miljarder år.
Man kan alltså säga att teorin om stora smällen bara räcker halv-vägs för att förklara universums början vad som behövs är alltså en teori om en "jätte-stor smäll" ( åtminstone dubbelt så stor om man tänker sig en logaritmisk skala).

Under 1980-talet så lyckades vetenskapsmännen formulera en sådan teori den s.k uppblåsningsmodellen som ger en storleksökning inte bara med futtig faktor om 10³⁰ utan med hela
10^{1 000 000 000 000} gånger.
Att denna nya förbättrade teori håller måttet tycks bekräftat med precisionsmätningar av bakgrunds-strålningen som utförts av rymdsonder i början av 2000-talet ( MAP-sonden även kallad Wilkinson Observatoriet )
Den nya modellen antager att det i skapelsens början fanns ett skalärt fält inflaton som utövade en repulsiv kraft som fick universum att expandera fortare än vad det annars skulle ha gjort. Dom senaste åren har man också upptäckt mörk energi som får utvidgningstakten att öka istället för att bromsas in, denna form av skalärt fält kallat kvintessens är dock mycket svagare varför tidsförloppet sker under miljarder år medan uppblåsningen som började stora smällen tog endast 10^-38 sekunder ( detsamma som 0.00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 0001 sekund ) Möjligen kan man tänka sig att denna kvintessens är någon slags rest av inflatonfältet som då inte helt har avklingat.