Fundamental fysik bloghoved

Hvad skete der før Big Bang?

"Hvad skete der før Big Bang? Stiller man fysikere det spørgsmål får man at vide at spørgsmålet ikke giver mening. Alle stiller det alligevel!" Ordene er Andrei Lindes, og han er lidt af en legende inden for den lidt mere esoteriske del af teoretisk fysik, der beskæftiger sig med hvad man vel godt kan kalde de helt store spørgsmål. Han arbejder i dag i Stanford og er vidt anerkendt for sit arbejde. Han fortæller at da han var en ung student i Moskva var han nervøs for at han ikke var dygtig nok til at læse teoretisk fysik. Han forstod kun omkring 10% af hvad der blev sagt. Siden, siger han, har han lært at leve med, at 10% nok er rigeligt. Han var inviteret til at give et Källen-seminar, som jeg tidligere har reklameret lidt for. På billedet her ses han i fuld gang med en forklaring.

Illustration: Privatfoto

Hvad der skete før Big Bang kommer vi tilbage til. Linde blev introduceret af den svenske partikelfysiker Cecilia Jarlskog. Hun er en af de store stjerner på Lund Universitet. Gennem mange år medlem af nobelkommiteen, og i fysikerkredse verdenskendt for sit arbejde med CP-brud, der er brud af en bestemt type symmetri i partikelfysikken. Linde er en superstjerne, og Jarlskog delte en anekdote om sit første møde med Linde. Det skete på en konference i Leipzig i 1984. En legendarisk konference, hvor der ifølge Jarlskog skete tre skelsættende ting. Topkvarkens opdagelse blev annonceret. Det viste sig senere at være en fejl, og topkvarken var slet ikke opdaget alligevel. I 1984 blev den annonceret med en masse på 40 GeV, i dag ved vi at massen er mere end fire gange så stor, og den blev først (korrekt) fundet elleve år senere ved CDF-eksperimentet ved Fermilab, USA. En anden, potentielt større opdagelse, var annonceringen af higgspartiklen med en masse på 8.3 GeV. Det var ligeledes en forkert annoncering, og higgspartiklen blev først fundet i 2012 med en femten gange så stor masse. Den sidste store begivenhed var naturligvis Linde!

At annonceringerne var forkerte vidste de selvfølgelig ikke tilbage i 1984, og der var fest og glade dage. Der var altså en god stemning da en ung mand fra Moskva gik på scenen i en session der netop blev styret af Jarlskog. Her præsenterede han sin inflationsteori, der senere også blev udvidet til multiversteorien. Foredraget i 1984 hed "Elementary Particles and Cosmology" -- elementarpartikler og kosmologi. Selvom vi regner med at de samme naturlove styrer de mindste partikelkollisioner og det store kosmos, er de teorier vi har for kosmiske størrelser og mikrokosmiske størrelser uforenelige. Linde påstod med en vis portion humor, dengang som i dag, at man enten kan feje problemerne ind under gulvtæppet, eller puste ("inflate") dem væk.

Siden 1984 er der sket en hel del indenfor krydsfeltet mellem partikelfysik og kosmologi. Det skyldes ikke mindst udviklingen i eksperimenterne. Vi har fået adgang til at kigge detaljeret på babybilleder af Universet. Den kosmiske mikrobølgebaggrund (CMB blandt venner), som man kan se herunder (målt af Planck-eksperimentet)

CMB er et billede af reststrålingen fra Big Bang. At denne temiske baggrundsstråling faktisk har fysisk relevans, blev opdaget i 1964 (Nobelprisen i 1978) af Penzias og Wilson ved et tilfælde. Da de byggede en meget følsom mikrobølgeantenne, blev de ved med at få en uforklarlig støj ind. I første omgang tilskrev de støjen et "hvidt dielektrisk materiale" (duelort!) der havde dækket antennen, men senere fandt man ud af, at de to faktisk havde set det ældste lys i Universet. Den information vi kan få ud af billedet ovenfor (der er umådeligt meget mere detaljeret end Penzias og Wilsons observationer) er basalt set de ujævnheder man kan se. For som Linde gør, må man stille sig de to spørgsmål:

  1. Hvorfor er Universet homogent? Det vil sige: Hvorfor ser det stort set éns ud lige meget hvorhen man kigger.
  2. Hvorfor er Universet ikke præcist homogent? Altså, hvorfor har vi strukturer som galakser, galaksehobe og så videre.

Linde spørger også hvorfor Universet ser så fladt ud. Einsteins generelle relativitetsteori tillader at selve rummet kan være bøjet i alle mulige mærkelige geometriske former. Alligvel tyder vores målinger på at det er fladt. Hvorfor?

Lindes svar på disse spørgsmål er inflationsteori. Da Universet var ganske få brøkdele af et sekund gammelt, blev det blæst op fra en meget lille størrelse til en enorm størrelse (fra omkring 10^-36 s. til 10^-33 s. blev Universet blæst op 10^26 gange!). Homogeniteten forklares dermed ved at det hele har været i kontakt med hinanden, før Universet blev blæst op. Også de eksisterende strukturer kan forklares. De stammer alle fra tidlige kvantefluktuationer, der er blevet blæst op med inflationen.

At Universet ser fladt ud forklares også med inflation. Linde forestiller sig at Universet oprindeligt havde en anderledes geometri, men at den er blevet "fladet ud" med inflationen. Forestil dig at du er en myre der bor på en ballon. Hvis ballonen blæses op til en enorm størrelse, så vil det lille område du bor på se fladt ud.

Inflationsidéen er god. Den kan både løse ovenstående konceptuelle problemer, og så kan man endda bekræfte den med målinger. Man kan bruge inflationsmodellen til at producere en fittefunktion, der kan fittes til energispektret fra ovenstående billede. Som man kan se herunder (i en lidt gammel figur, hentet fra fits til forrige eksperiement kaldet WMAP, læs artiklen her), kan spektret fittes enormt godt med inflationsmodellen.

Inflationsmodellen er et rigtig godt eksempel på et fornuftigt 'Work in Progress'. Modellens fundamentale fysiske idé er ret let at forstå, og denne udgave af modellen forudsiger fysisk målbare størrelser, der ser ud til at passe med virkeligheden (eller i hvert fald kan fitte den). Men modellen er langt fra færdig, og skal vi vende tilbage til Linde er han da også meget ærlig omkring dette: Teorien er ikke færdig endnu, han arbejder stadig på den. En udvikling som Linde til foredraget brugte lang tid på, er multiversteorien.

Multiversteorien forsøger at løse en masse af de meget fundamentale problemer. Hvorfor ser det ud til at de fysiske love er éns i hele Universet? Hvorfor har de fysiske konstanter de værdier de har? Og som nævnt: Hvad skete der før Big Bang? Hvis inflationsteorien er rigtig, mener Linde, så eksisterer der regioner af Universet der opstod fra hver sin kvantefluktuation i en slags "ur-univers". Da de blev blæst fra hinanden, kom de for evigt ud af kontakt med hinanden, og blev til hvert sit univers, der i princippet kan have forskellige fysiske love og forskellige værdier for de fysiske konstanter. På denne måde kalder vi hele samlingen af "universer" for multiverset. Desværre er det ifølge teorien ikke muligt at krydse grænsen fra ét univers til et andet. De er adskilt af såkaldte "domænevægge" (domain walls) der ikke kan krydses. Med multiversteorien forklarer man værdierne af de fysiske konstanter og beskaffenheden af fysiske love med et "antropisk princip". Vi er nødt til at have et Univers hvor liv kan opstå, ellers ville vi ikke være her til at stille spørgsmålene. Da der findes ret få kombinationer af værdier for fysiske konstanter der understøtter liv, er vi nødt til at bo i et af disse usandsynlige nabolag af multiverset. Det er nu også fint nok, for alle kombinationer kan eksistere, og eksisterer nok et sted i multiverset. Og med det antropiske princip er der også en grund til at vi bor et meget usandsynligt sted.

Det kan ifølge Linde også lade sig gøre at skabe et nyt delunivers i et eksisterende univers. Det kalder han (og andre -- blandt andet Holger Bech Nielsen) for et babyunivers. Herunder ses en illustration af hvordan knopskydningen af universer kan se ud, og det er også forsøgt illustreret at man ikke sådan lige kan krydse over. Vi kan meget vel leve i sådan et babyunivers. Så ville Big Bang med Lindes ord bare være et 'Pretty big bang' der er sket undervejs. Hvis multiversteorien er sand, er sandsynligheden for at vores Big Bang er det oprindelige 'The Big Bang' forsvindende lille.

Som sagt er multiversteorien (og endda også inflationsteorien) ikke helt moden. En af de meget grundlæggende ting der mangler er en forklaring på elementarpartikelniveau. Denne forklaring må i sin natur være kvantemekanisk, og en kommende kvanteteori for tyngdekraft -- måske endda strengteori -- skal nok være i stand til at give enten en passende forklaring for inflation, eller give en anden forklaring på de problemer inflation løser, før den for alvor slår igennem.

Efter foredraget var der en paneldebat med Linde og Jarlskog samt Martin Rees, Renata Kallosh og Subir Sarkar. Der var mange spørgelystne til stede, især gymnasieelever der gerne ville høre mere om de mere science fiction-prægede emner. Grænser for kunstig intelligens, sorte huller, rejser med overlyshastighed og liv i rummet. Der blev svaret underholdende på det meste, men jeg skal ikke gå mere i detaljer her. Én ting vil jeg dog fremhæve. Jarlskog nævnte en lignende paneldebat med Kapitza (der modtog nobelprisen samme år som Penzias og Wilson, men af andre grunde) i 1978, hvor spørgmålet om liv i rummet blev rejst af én af deltagerne. Kapitza blev vred og skældte deltageren ud for at spilde hans tid med tåbelige spørgsmål. Til denne paneldebat var deltagerne meget åbne, og forsøgte at svare efter bedste evne, selv når de blev spurgt om noget fra en science fiction-film eller et internetfænomen de aldrig havde set eller hørt om. Hvis man gerne vil gøre gymnasieelever interesserede i teoretisk fysik tror jeg det giver god mening at tage udgangspunkt i deres interesser, så hatten af for det.

Men når vi nu snakker science fiction, er jeg lige nødt til at give min egen holdning til inflationsteori og multiverser med på vejen. Jeg ser helt sikkert pointen med inflationsteori, og selvom det er uden for mit eget felt, og jeg derfor ikke har så godt styr på alle detaljer, synes jeg det virker som en ret fysisk solid teori. Jeg er mere forbeholden når det kommer til multiversteorien. Linde og andre påstår selv at multiversteori kommer som en logisk konsekvens af inflation. Jeg har personligt svært ved at se den fysiske relevans for en teori der allerede i sit underlag siger at den aldrig kan testes, fordi de forskellige dele af multiverset ikke er i kontakt. Jeg bryder mig bestemt ikke om antropiske argumenter. Jeg synes dog det er spændene nok til at jeg er glad for at andre arbejder på det. Ingen kan afvise at vi finder en måde at teste nogle af disse lidt mere langt ude teorier. I 1984 da Linde fremsatte inflationsteorien for første gang, var det også ganske utænkeligt at vi nogensinde kunne få så gode målinger af CMB som vi har i dag.

Christian Bierlich er teoretisk partikelfysiker og er i gang med en ph.d. ved Lund Universitet. Han skriver om stort og småt fra fysikkens verden.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Tak for en super blog!

Hvis multiversteorien er korrekt, kunne man så forestille sig, at nogle babyuniverser er opstået tå tæt på hinanden, at de rent faktisk vil overlappe på et tidspunkt? Dermed kunne man måske forestille sig en mulighed for alligevel at kunne registrere spor af parallelle universer.

Desuden: er al inflation overstået i dag, eller kan der stadig - ét eller andet sted derude - spontant opstå nye babyuniverser? Måske oven i købet midt i vores eget univers?

  • 3
  • 0

Vores univers kan have været et sort hul der har indeholdt hele vores kendte univers og af en eller anden grund er kollapset og har udvidet sig. Bare en tanke der ikke er tænkt færdig.

  • 2
  • 0

Inflationsteorien løser åbenbart en masse problemer i forhold til observationerne af universet, specielt hvorfor det ser fladt ud. Til gengæld er der vist ikke skyggen af forklaring indeholdt i gældende naturlove på inflationen. På den anden side er inflationen vel ikke mere mærkelig end selve BB og jeg er da helt inforstået med at forholdende på det tidspunkt (hvis det iøvrigt giver mening at tænke begrebet "tid" på det "tidspunkt" som det vi kender som tid (tik tok bornholmerur) - tid kan jo som alt andet fysisk kun forstås i relation til noget andet), nok ikke umiddelbart kan forstås i forhold til vor normale oplevelse af naturen.

Det er måske unfair, men jeg kunne godt tænke mig at vide om der er noget i vores naturforståelse som kan bekræfte at der har været / stadig er inflation - udover at inflation forklarer nogle observationer man ellers ikke kan få til at passe med BB teorien.

Jeg har - baseret på en fornemmelse i min lever - en tvivl om hvorvidt BB vil overleve i sin nuværende generelle form. Multiversteorien synes at pege på en renæssance af Steady State torien, dog i en anden form end Fred Hoyles forslag. Alene det at man nu taler om noget "før BB" peger jo på en uendelig alder af universet - altså ingen begyndelse - blot en uendelig række af megaprutter.

Det løser jo begyndelsesproblemet. Men ikke forklaringen på eksistensen.

Se også her: https://edge.org/responses/what-is-your-fa...

  • 3
  • 2

Kan man da komme med en forklaring der er logisk uangribelig, hvis vi lige ser bort fra at den skal stemme med alt vi ved i dag?

  • 1
  • 0

Jeg tror ikke logik har meget med sagen at gøre. Noget kan være logisk indenfor rammerne af en teori, men en teori kan ikke i sig selv være logisk.

Dit svar er sikkert korrekt, men giver ikke mening ift spørgsmålet.

En forklaring (som er det der bliver efterspurgt) kan sagtens indeholde flere forskellige delteorier. Disse delteorier må selvsagt ikke være indbyrdes modstridende, samtidig med at de skal passe med observerbare fakta ("det vi ved i dag").

  • 0
  • 0

Man forestiller sig at der kan ske ting (eksempelvis partikelkollisioner) der kan skabe et nyt babyunivers. Babyuniverset skulle da ret hurtigt efter sin skabelse "afkoble" sig selv fra vores eget univers. Vi kan dermed ikke se babyuniversets inflationsperiode. Bemærk at dette er en ret spekulativ teori, og der er ingen der ved om dette faktisk er tilfældet.

Inflationsperioden i vores univers er overstået. Det gjorde den 10^-33 sekunder efter Big Bang.

  • 2
  • 0

Nogle kosmologer mener at der eksisterer 'hvide huller', der fungerer som et omvendt sort hul. Det kan være ret morsomt at læse lidt om. Wikipediaopslaget på engelsk er et udmærket sted at starte, men disse diskussioner bliver hurtigt så tekniske, at det er svært at følge med uden en solid baggrund i Generel Relativitetsteori.

http://en.wikipedia.org/wiki/White_hole

  • 2
  • 0

Inflationsteorien ser egentlig noget håbløs ud - en lidt syg teori, der er strikket sammen for at få det til at passe med BigBang. Derimod er multiversteorien mere simpel, rummet var tilstede ved Bigbang, domænevægge kan ses på billedet. Der er 2-3 områder med tydelig blå baggrund, det er her man kan forvente af nabouniverset støder op til vor eget univers. Multiversteorien besvarer spørgsmålet, hvad var der for Bigbang? Der var sikkert et BigCrunch! Ingen inflation, rummet var tilstede og har altid været tilstede. Væk med de science fiction ormehuller, for selvfølgelig er rummet ikke vredet rundt, rummet har taget form efter nabouniverserne med en struktur omtrent som en samling sæbebobler.

  • 0
  • 3

Jeg er fuldstændig enig i, at multiversteorien så at sige bare 'flytter nissen med'. Når man har fået den figur med alle 'boblerne' som forskellige universer, og forklaringen at vores univers kunne være et babyunivers er der jo et åbenlyst spørgsmål der melder sig: Hvordan er boblen helt nede i bunden så startet? Hvad var der før den?

  • 3
  • 0

Man kan godt lave uangribelige, koherente teorier der har den fejl at de ikke stemmer overens med virkeligheden. Men hvor er det morsomme i det :-) ?

  • 3
  • 0

David Deutsch's besrivelser af multiversen tafger udgangspunkt i interferense fenomener, især hvor det ser ud til at en partikel kan interferer med sig selv.

Det er i hans og andres udlægning af multiversen netop at når afstanden mellem to nabo universerer er så småt så kan de interferere med hinanden. En elektron eller photon der passer en vej igennem forsøgesudstyret i et universe har uendlige mange tilsvarende elektroner der passerer igennem forsøgsudstyrer i uendlige mange andre universer. De forsøge der er i universer der er tæt på hinanden kan have partikler der bevæger sig af en anden vej igennem udstyret så de kan interferer med hinanden.

  • 0
  • 0

Kurt Christensen. Jeg har tidligere tænkt tanken; at universet beskriver en svingning i et 4- eller flere dimensionelt tyngdefelt, fra den pol vi kender mod den anden. P.gr. af den ekstra dimension opfatter vi bevægelsen som en udvidelse i alle retninger. Sorte huller kunne være udtryk for polen i vores ende(tænk 4- eller flere dimensionelt). Som teori er tanken langt fra fuldendt, men min manglende viden har umuliggjort en reel afgørelse for mig. Måske et klogt hoved?

  • 0
  • 0

Jeg tænkte mere at de skulle stemme med virkeligheden, men at der var minimale afvigelser som blev forklaret med at vi ikke ved med sikkerhed.

Jeg troede egentlig at inflationsteorien var skabt for at forklare nogle observationer men iøvrigt ikke underlagt ellers gældende fysiske love - specielt loven om energiens konstans. Men Guth skriver her:

The resolution to the energy paradox lies in the subtle behavior of gravity. Although it has not been widely appreciated, Newtonian physics unambiguously implies that the energy of a gravitational field is always negative a fact which holds also in general relativity. The Newtonian argument closely parallels the derivation of the energy density of an electrostatic field, except that the answer has the opposite sign because the force law has the opposite sign: two positive masses attract, while two positive charges repel. The possibility that the negative energy of gravity could balance the positive energy for the matter of the Universe was suggested as early as 1932 by Richard Tolman, although a viable mechanism for the energy transfer was not known. http://ned.ipac.caltech.edu/level5/Guth/Gu...

Altså konsistent. Det falske vacuum som driver inflationen er ligeledes konsistent med kendt fysik - se samme artikel.

Og i forbindelse med trådens overskrift er det tanken at det falske vacuum opstår (spontant) et sted i et eksisterende univers og gennem inflationen overvælder det (mikroskopisk store) univers - som en skovbrand der æder hele skoven. :

"There are many versions of inflationary theories but generically they assume that some small patch of the early Universe somehow came to be in a false vacuum state. Various possibilities have been discussed, including supercooling during a phase transition in the early Universe, or a purely random fluctuation of the fields. A chance fluctuation seems reasonable even if the probability is low, since the inflating region will enlarge by many orders of magnitude, while the non-inflating regions will remain microscopic. Inflation is a wildfire that will inevitably take over the forest, as long as there is some chance that it will start."

  • 4
  • 1

Først og fremmest tak for at gøre opmærksom på arrangementet - det var alt i alt en spændende dag.

Jeg er mere forbeholden når det kommer til multiversteorien. Linde og andre påstår selv at multiversteori kommer som en logisk konsekvens af inflation. Jeg har personligt svært ved at se den fysiske relevans for en teori der allerede i sit underlag siger at den aldrig kan testes, fordi de forskellige dele af multiverset ikke er i kontakt. Jeg bryder mig bestemt ikke om antropiske argumenter.

Det mener jeg er en misforståelse. Multiversteorien er netop stærk fordi den minimerer behovet for antropiske argumenter. Problemet for enkelt-univers modellerne er jo netop, at forklare hvorfor naturlovene er som de er. Hvis de havde været blot en smule anderledes ville universet ikke understøtte liv som vi kender det. Udregner man sandsynligheden for "livgivende" løsninger ifht. det samlede udfaldsrum vil man se, at den går mod nul - man har således brug for et stærkt antropisk princip for at forklare, at vi rent faktisk eksisterer.

Anderledes forholder det sig for multiversteorien: den siger at alle udfald eksisterer og sandsynligheden for netop vores univers er derfor 1. Brugen af det antropiske argument begrænser sig således til, at konstatere, at eftersom vi eksisterer må vi bebo et af de (få) universer der understøtter liv. Det er en meget meget væsentlig forskel som jeg ser det.

Jeg er fuldstændig enig i, at multiversteorien så at sige bare 'flytter nissen med'.

Ja og nej - Linde argumenter for, at det formentlig ikke giver mening at spørge "hvad der var før". Hvis inflationen starter i et domæne der kun indeholder et skalar-felt og intet andet har jeg svært ved at se nogen meningsfyldt brug af begreber som "tid" og "rum".

  • 5
  • 0

Nu har det været nævnt nogle gange, at værdierne for de grundliggende naturkonstanter i lige netop vores univers (uanset om der så er andre eller ej) understøtter liv, men at andre værdier ikke gør.

Jeg ved ikke omd et fører for vidt i forhold til et enkelt svar her, men vil du (Christian) prøve at sætte nogle ord på hvad det ville betyde hvis de værdier var anderledes, og hvorfor liv ikke ville kunne opstå i sådan et univers?

Tak for en spændende blog.

  • 3
  • 0

Jeg kan ikke se fornuften i at bruge statistik til at påstå at liv i universet er en usandsynlighed. Om så der kun var 'rum' eller om der var 10 naturlove mere, så ville det stadig virke usandsynligt at det så var sådan.

  • 0
  • 1

"så ville det stadig virke usandsynligt at det så var sådan."

Hvordan usandsynligt? Hvis alle mulige universer skabes i en uendelig (gammel) proces, da er det vel ikke usandsynligt eller mærkeligt at der også er et univers som vores.

  • 0
  • 1

Jeg ved ikke omd et fører for vidt i forhold til et enkelt svar her, men vil du (Christian) prøve at sætte nogle ord på hvad det ville betyde hvis de værdier var anderledes, og hvorfor liv ikke ville kunne opstå i sådan et univers?

http://en.wikipedia.org/wiki/Fine-tuned_Un...

Eller søg på "fine tuned universe".

Helt generelt ville andre forhold mellem elektromagnetiske kræfter og gravitations konstanten give universer som ville kollapse under tyngden, eller udvide sig så hurtigt at stjerner og galakser ikke kunne nå at dannes.

Tilsvarende vil andre konstanter for svage og stærke kernekræfter gøre det umuligt for atomer at eksistere. Der skal faktisk mindre end 10% ændring til.

Noget andet er så om konstanterne er konstante i universets levetid, eller om de kun er konstante inden for vores måle usikkerhed?

Mvh. Peter

  • 3
  • 0

Måske er vores univers det eneste mulige fordi de forhold der var før kun kunne frembringe dette.

Jeg har ingen mening som sådan og har heller ingen præferencer for hvordan jeg godt kunne tænke mig det skulle være for at tilfredsstille min logiske trang. Det eneste der byder mig en smule imod er tanken om at der skulle være en "naturlov" der bestemte at universet - det eneste - netop ser ud som det gør og som rent tilfældigt er lige det der skal til for at sådan nogen som os udvikler sig.

Man har jo næsten altid ment at universet er alt hvad der er. Det har skabt et behov for Gud, for hvordan kan universet være så fint afstemt til netop at rumme os (dvs liv) hvis ikke det var en styrende kraft bag. Den uendelig gamle multiversproces skubber behovet for Gud en del i baggrunden omend eksistensen af multiverser vel også til syvende og sidst fortaber sig i det mystiske. Men med dit forslag, at der er nogle bagved(universet)liggende begyndelsesbetingelser som leverer netop et - fint afstemt til vort eksistensbehov - univers, bliver Gud, eller det mystiske, nærmest uafviselig.

Og det kan man selvfølgelig ikke udelukke.

  • 1
  • 1

Kurt:

Jeg tænkte mere at de skulle stemme med virkeligheden, men at der var minimale afvigelser som blev forklaret med at vi ikke ved med sikkerhed.

Altså, det er jo stort set definitionen på de eksisterende fysiske teorier vi har. Vi har partikelfysikkens standardmodel til at klare de mindste partikler. Vi har ikke set noget i partikelfysiske eksperimenter der ikke kan forklares her, dog er der et par ting vi mangler at se: en god forklaring på neutrinoernes masser eksempelvis, det kan klares inden for standardmodellen, men vi ved ikke hvordan. For kosmologien har vi den generelle relativitetsteori og de teorier der kan bygges inden for den. Så vidt jeg ved er state-of-the-art her den såkaldte lambda-cdm-model, hvor det mørke stof forklares med en simpel konstant (den kosmologiske konstant) i Einstein-ligningen der beskriver hvordan massefordelingen (energi-impuls-tensoren) giver rum-tids-krumning.

Vi ved ikke hvordan de to forenes. Der er flere bud, mange af dem er dårlige, nogle få har kun små problemer. Ingen af dem kan siges at beskrive tingene godt.

  • 1
  • 0

Kasper Overgaard:

Jeg er glad for at min oprindelige post fik i hvert fald én person til at tage til foredrag :). Jeg skal sørge for at skrive ved lignende arrangementer i fremtiden.

Problemet for enkelt-univers modellerne er jo netop, at forklare hvorfor naturlovene er som de er. Hvis de havde været blot en smule anderledes ville universet ikke understøtte liv som vi kender det.

De fleste fysik-modeller beskæftiger sig ikke med 'hvorfor', men kun 'hvordan'. Jeg synes det er spændende at nogle forsøger at besvare 'hvorfor', problemet er bare at de tit og ofte smider muligheden for at teste teorien ud af vinduet, og bruger antropiske argumenter i stedet. Der er en underliggende antagelse i antropiske argumenter, at man kan tage vores univers som ét datapunkt blandt mange, men det er absolut ikke sikkert.

Når man som multiversteorien siger at vi må antage at alle Universer er mulige og dermed realiseret, bør man som minimum kunne angive en form for test. Ellers minder det mere om metafysik end fysik. Ikke at der er noget galt med metafysik :). Jeg mener bare det er godt at kunne skelne.

  • 2
  • 0

Søren Ebbehøj:

vil du prøve at sætte nogle ord på hvad det ville betyde hvis de værdier var anderledes, og hvorfor liv ikke ville kunne opstå i sådan et univers?

Det var da en god idé til en ny blog. Den kommer på listen over ting jeg vil skrive i det nye år :).

Her er et eksempel jeg tror er rigtigt. Hvis nogen kan finde fejl i det, så skriv endelig!

Frie neutroner har en halveringstid på cirka femten minutter, bestemt af styrken på den svage vekselvirkning. Neutroner i (stabile) atomkerner er stabile. Fra da Universet var cirka ét sekund gammelt til omkring 20 minutter, var temperaturen sådan at neutroner og protoner ikke gik i stykker, men at spontan fusion til atomkerner var mulig. Hvis den svage kraft nu havde været stærkere, var neutronerne gået i stykker før de kunne nå at danne tunge atomkerner. Vi ville essentielt have et univers bestående af hydrogen.

  • 3
  • 0

Et eksempel på en nøje sammenhæng mellem vor eksistens og naturkonstanter er Hoyle tilstanden (the Hoyle state) som blev forudsagt af Hoyle som en nødvendighed for produktionen af kulstof i stjerner. Han bad nogle eksperimentelle fysikere lede efter den hvorefter de fandt den - netop som forudsagt.

The quest to unravel the Hoyle state started in 1954 with what the astrophysics writer Marcus Chown has called “the most outrageous prediction” ever made in science. The theoretical astrophysicist Fred Hoyle reasoned that his own existence meant that an unknown, exotic state of the carbon atom with about 7.65 million electron volts of extra energy must arise inside dying stars, even though no one had ever detected spectral emissions from such an atom.

“Hoyle postulated that this 7.65 MeV carbon had to exist in order for there to be life,” Hjorth-Jensen said. “Then, four or five years later, an experimental group in Caltech actually found this Hoyle state in emissions.”

Just as predicted, almost all the key elements of life descend from that fleeting form of carbon.

http://www.scientificamerican.com/article/...

  • 1
  • 1

Ja - hej, det er meget længe siden jeg har kommenteret disse ting, for i min optik har jeg fundet 'min sandhed'.

Lad os starte med emnet 'Big Bang'. Ingen ved om det er tilfældet, eller universet er uendeligt (gammelt). Hypotesen er alene baseret på den teori at rødforskydning alene kan ske som følge af Doppler - men det er ikke bevist.

Hvis man tager sig sammen og (gen)infører 'æteren' som bevist ved Sagnac effekten, og ikke mindst Fiber Optic Gyro, så får man nok et andet syn på sagen.

'Æteren' i min optik bevist, men det er ikke en statisk 'æter' da c ellers ville være uendelig. Nej 'æteren' må defineres på en anden måde, som tilfredsstiller de fysyske observationer.

Lad os starte med 'lys' - er det 'fotoner' eller bølger i æteren. Et berømt eksperiment er dobbeltspalte eksperimentet, hvor man (fejlagtigt) udleder at elektroner er bølger.

Antager man at elektoner er (udelukkende) partikler, og tager hensyn til 'æteren' og elektriske ladninger kan man sagtens lave en computermodel der viser 'bølgeudbredelse': https://sites.google.com/site/simpelteori/...

Jo, men man kan jo ikke angribe den etablerede teori uden at komme med en bedre. Det har jeg gjort her med min s-teori (simpel teori). Den er langt hen ad vejen baseret på occam's razor: http://en.wikipedia.org/wiki/Occam%27s_razor ingen ved hvordan ting hænger sammen, men jeg har tilladt mig at udvikle en simpel tori, der beskriver stort set alt. Der ligger lidt her incl. computermodeller: https://plus.google.com/photos/11192774188... Bemærk at indførsel af T-partikler og T-kraft løser stort set alle problemer.

Det er nok svært tilgængeligt at fortolke mine computermodeller, men de beskriver forholdet mellem neutroner (der henfalder), og en masse andet.

Bemærk især: https://lh5.googleusercontent.com/-nbw8qNH... der viser hvordan rødforskydning kan foregå som følge af afstand alene uden energitab!!

Det var det - men tilbage til universet og dens mysterier. Lad os kigge lidt på supernovaer, og teorien bag.

'Min' teori bag er beskrevet i ovennævnte picasaweb, men det kræver lige man læser hvad jeg skriver i stedet for at fokusere på mine skitser.

Det interessant er her at man kan beregne at initialmasserne ligger omkring 5 millioner solmasser og ikke som antaget en brøkdel. Det siger jo næsten sig selv når man mener at en supernova kan danne nye sol/planetsystemer.

Observationer, beregninger samt kildekode ligger her: https://sites.google.com/site/simpelteori/... (Læg mærke til alle observationer bekræfter masser på ca. 5 mio solmasser)

En af de mest interessate er nok sn1987a, hvor der foreligger observationer om hastigheder, men ikke mindst visuelle observationer (takket være Hubble). Beregnigerne viser en initialmasse på ca. 5-6 mio solmasser, men mere interssant er at sammenholde de visuelle observationer med udvidelsen.

Deraf kan man beregne at afstanden er ca. 42.000 Ly, og ikke som antaget ca. 170.000 Ly.

Cassiopeia kan også beregnes og den ligger slet slet ikke så langt væk som man tror.

Når nu afstandene er beviseligt forkerte kommer vi til det såkaldte 'dark matter' - findes det?

Jeg kunne forestille mig, at hvis man justerer masser jfr. det observerede, og justerer afstande jfr. det observerede, kommer man højst sandsynligt til et helt andet resultat.

UPS - jeg glemte vist lige Obbert's paradox: http://en.wikipedia.org/wiki/Olbers%27_par... Antager man (som jeg gør) at rødforskydning sker som følge af afstand, samt at universet er uendeligt er CMB en bekræftelse af dette 'paradoks' - bortset fra den kære Olbert glemte rødforskydningen.

Det var bare lige lidt tanker til julen fra 'den gamle' og jeg forventer ikke at følge op - men tænk selv - og fortsat god jul.

  • 0
  • 4
  1. De seneste WMAP målinger viser at der formentlig var noget før Big Bang, skal man tro Cambridge / ESA.
  2. Den Generelle Relativitetsteori (GR) forudsagde i første omgang er et statiks Univers, (Einsteins største fejl) som så blev lavet om til et ekspanderende univers, - og som så alligevel ikke bestod tidens test, da det nu påstås at Universet accelererer. Med andre ord, når alt kommer til alt er GR på det punkt inkonsistent med virkeligheden og har altid været det. Det nytter ikke at lappe gavlagtigt oven på, ved isoleret at spørge om hvorfor universets ekspansion accelererer, når man jo i grund og bund ikke har forstået dette fænomen i det hele taget. Vi ved jo ikke noget som helst om hvorfor universet 'skulle* ekspandere, - i det hele taget.

  3. Hertil kommer så i øvrigt at GR også altid har været inkonsistent med Kvanteteorien.

  4. Ud over dette kan der opremses en længere liste over andre problemer med dette paradigme.

Der er så småt begyndt at opstå spekulation om ikke Big Chrunch starter Big Bang, og om ikke sådanne cyklusser gentager sig selv ?

Hertil hører derfor også om tolkningen af om den kosmologiske rødforskydning, i virkeligheden simpelthen bare er forkert. (?) Dersom denne den kosmologiske rødforskydning blot skyldes at Universet gennemgår densitet og deformations variation som følge af Big Chrunch og deraf følgende at Big Bang afløser hinanden i endeløse cyklusser, da er der ikke noget som helst mysterium tilbage.

Men har man først besluttet noget er det umuligt at slippe af med igen. Det er nok i al sin enkelthed den største udfordring.

Kort og godt, - hvad hvis den kosmologiske rødforskydning blot er et bevis for at baggrunds gravitationen gennemgår voldsomme ændringer, og i de sidste ´mange milliarder år har været aftagende ? - En sådan tolkning er sandelig mulig, men desværre nok 'forbudt' tænkning.

Selvfølgelig for ikke at glemme.... parallelt med at en nyt Big Crunch sker lige nu. - Hvorom Dark Flow vidner, - som så er endnu en 'forbudt' tanke.

  • 0
  • 2

Jeg synes det er spændende at nogle forsøger at besvare 'hvorfor', problemet er bare at de tit og ofte smider muligheden for at teste teorien ud af vinduet, og bruger antropiske argumenter i stedet. Der er en underliggende antagelse i antropiske argumenter, at man kan tage vores univers som ét datapunkt blandt mange, men det er absolut ikke sikkert.

Når man som multiversteorien siger at vi må antage at alle Universer er mulige og dermed realiseret, bør man som minimum kunne angive en form for test. Ellers minder det mere om metafysik end fysik. Ikke at der er noget galt med metafysik :). Jeg mener bare det er godt at kunne skelne

Jeg er helt enig Christian - muligheden for verifikation eller falsificering må være et basalt krav til enhver videnskabelig teori. Meeen... vi snakker spørgsmålET her - formentlig er vi nødt til at være lidt mere pragmatiske. Rent logisk vil vi, som jeg ser det, før eller senere, ende i én af tre følgende kategorier af forståelse:

1) Biblen, Koranen, (indsæt selv...) viser sig at være dokumentarisk. 2) Der har været nogle initialbetingelser, men vi er ikke (og vil aldrig blive) i stand til at sige noget meningsfyldt om dem. 3) Vi har en terori der kan forklare "det hele" og som matcher alle vores observationer perfekt, men vi kan aldrig teste den definitiv positiv.

Ironisk nok er det kun 1) der strengt taget vil kunne opfylde dine forventninger til en definitiv positiv test ;-)

Bemærk, at de tre kategorier har faldene behov for antropisk argumentation.

Multivers teorien hører til i kategori 3. Andrei syntes selv at finde støtte - lidt populistisk kan man indvende - i kriminallitteraturen: "when you have eliminated the impossible, whatever remains, however improbable, must be the truth".

Men ja; diskusionen om "skabelsen" må nok betragtes som metafysik - det insteressante er hvor tæt vi kan komme på og stadig kalde det fysik.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten