Hvad skete der før det store brag?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Hvad fik universet til at opstå? Grundårsagen må være speciel, siger videnskabsmænd. Men hvis vi tilskriver begyndelsen af alting Big Bang, opstår spørgsmålet: hvad skete der før det? Forfatteren giver et fascinerende ræsonnement om tidens begyndelse.

At spørge videnskaben, hvad der var før tiden, er som at spørge "Hvem var du, før du blev født?"

Videnskaben giver os mulighed for at bestemme, hvad der skete på en billiontedel af et sekund efter Big Bang.

Men vi vil næppe nogensinde vide, hvad der forårsagede Big Bang.

»Det er skuffende, men nogle ting er fuldstændig uvidende. Og det her er godt.

Lad os være ærlige: Det er ret mærkeligt at tænke på, at universets historie begyndte med en slags fødselsdag for 13,8 milliarder år siden. Dette er i tråd med mange religiøse grundsætninger, ifølge hvilke kosmos blev skabt gennem intervention fra oven, selvom videnskaben intet siger om det.

Hvad skete der før tidens begyndelse?

Hvis alt, hvad der skete, har en årsagssammenhæng, hvad forårsagede så universets fremkomst? For at besvare et meget vanskeligt spørgsmål om den første årsag bruger religiøse myter om skabelsen af verden, hvad kulturantropologer nogle gange kalder "positivt væsen" eller et overnaturligt fænomen. Eftersom tiden havde en begyndelse på et tidspunkt i den fjerne fortid, må den første årsag være speciel. Det må være en årsagsløs grund, et fænomen, der lige er sket, og intet gik forud.

Men hvis vi tilskriver begyndelsen af alting Big Bang, opstår spørgsmålet: hvad skete der før det? Når vi har med udødelige guder at gøre, er det en helt anden sag, da tidløshed for dem ikke er et spørgsmål. Guder eksisterer uden for tiden, og det gør vi ikke. For os er der ikke noget, der hedder "før tid." Derfor, hvis vi stiller spørgsmålet om, hvad der skete før Big Bang, vil det være noget meningsløst, selvom vi skal finde meningen. Stephen Hawking sidestillede det engang med spørgsmålet "Hvad er nord for Nordpolen?" Og jeg kan godt lide sætningen "Hvem var du før du blev født?"

Aurelius Augustin antog, at tid og rum dukkede op sammen med verdens skabelse. For ham var det selvfølgelig et guddommeligt forsyn. Og for videnskaben?

I videnskaben, for at forstå, hvordan universet opstod, udviklede sig og modnedes, går vi tilbage i tiden og forsøger at rekonstruere, hvad der skete. Ligesom palæontologer identificerer vi "fossiler", det vil sige resterne af stof fra gamle dage, og så lærer vi med deres hjælp om forskellige fysiske fænomener, der eksisterede på det tidspunkt.

Vi antager med tillid, at universet har udvidet sig i milliarder af år, og at denne proces fortsætter nu. I dette tilfælde betyder "udvidelse" at afstandene mellem galakser er stigende; galakser bevæger sig væk fra hinanden med en hastighed, der afhænger af, hvad der var inde i universet i forskellige epoker, det vil sige, hvilket stof der fyldte rummet.

Det store brag var ikke en eksplosion

Når vi taler om Big Bang og udvidelsen, forestiller vi os den eksplosion, der startede alt. Det er derfor, vi kaldte det sådan. Men dette er en misforståelse. Galakserne bevæger sig væk fra hinanden, fordi de bogstaveligt talt er adskilt af selve rummets strækning. Som elastisk stof strækker rummet sig og fører galakser med sig, da strømmen af en flod fører træstammer med sig. Så galakser kan ikke kaldes affald, der flyver fra en eksplosion. Der var ingen central eksplosion. Universet udvider sig i alle retninger, og det er fuldstændig demokratisk. Hvert punkt er lige vigtigt. Nogen i en fjern galakse ser fjernelsen af andre galakser på samme måde, som vi gør.

(Bemærk: Nærliggende galakser har afvigelser fra denne kosmiske strømning kaldet "lokal bevægelse." Dette er forårsaget af tyngdekraften. For eksempel nærmer Andromedatågen sig os.)

Vend tilbage til fortiden

Hvis vi snurrer den kosmiske film baglæns, vil vi se, hvordan stof bliver presset mere og mere i det skrumpende rum. Temperaturen stiger, trykket stiger, og henfaldet begynder. Molekyler nedbrydes til atomer, atomer til kerner og elektroner, atomkerner til protoner og neutroner og derefter protoner og neutroner til kvarker. Denne sekventielle nedbrydning af stof til dets mest grundlæggende og elementære bestanddele sker, når uret tikker i den modsatte retning mod eksplosionen.

For eksempel henfalder brintatomer omkring 400.000 år før Big Bang, atomkerner på omkring et minut og protoner med neutroner på en hundrededel af et sekund (når det ses omvendt, selvfølgelig). Hvordan ved vi det? Vi fandt resterne af stråling fra det tidspunkt, hvor de første atomer blev dannet (relikvie mikrobølgebaggrundsstråling), og fandt ud af, hvordan de første kerner af lette atomer opstod, da universet kun var et par minutter gammelt. Det er netop de kosmiske fossiler, der viser os vejen i den modsatte retning.

I øjeblikket kan vi eksperimentelt simulere de forhold, der eksisterede, da universet var en trilliontedel af et sekund. Det kan forekomme os at være en ubetydelig værdi, men for en lys partikel af en foton er dette lang tid, hvilket gør det muligt for den at flyve en afstand, der er en billion gange diameteren af en proton. Når vi taler om det tidlige univers, bør vi glemme alt om menneskelige standarder og ideer om tid.

Vi ønsker selvfølgelig at komme så tæt som muligt på det øjeblik, hvor tiden var lig med 0. Men på et tidspunkt støder vi ind i uvidenhedens mur og kan kun ekstrapolere vores nuværende teorier i håb om, at de vil give os mindst nogle antydninger af, at der sker i tidens begyndelse, ved sådanne energier og temperaturer, som vi ikke kan skabe i laboratoriet. Men én ting ved vi med sikkerhed. Når tiden er tæt på nul, fungerer vores nuværende teori om rummets og tidens egenskaber, som er Einsteins generelle relativitetsteori, ikke.

Dette er kvantemekanikkens område, hvor afstandene er så små, at vi er nødt til at forestille os rummet ikke som et kontinuerligt ark, men som en granulær struktur. Desværre har vi ikke en kvalitativ teori, der beskriver en sådan granularitet i rummet, da der ikke er nogen fysiske tyngdelove på en kvanteskala (kendt som kvantetyngdekraft). Kandidater er selvfølgelig for eksempel superstrengteori og sløjfekvantetyngdekraft. Men der er i øjeblikket ingen beviser for, at de korrekt beskriver fysiske fænomener.

Kvantekosmologi besvarer ikke spørgsmålet

Ikke desto mindre kræver en persons nysgerrighed, at grænserne bringes tættere på tidens nulværdi. Hvad kan du sige? I 1980'erne foreslog Alexander Vilenkin, Andrei Linde og James Hartl og Stephen Hawking tre modeller for kvantekosmologi, hvor universet eksisterer som et atom, og ligningen ligner den, der bruges i kvantemekanikken.

I denne ligning er universet en bølge af sandsynlighed, som i bund og grund forbinder det tidløse kvanteområde med det klassiske, hvor der er tid, altså med det univers, som vi bor i, og som nu udvider sig. Overgangen fra kvante til klassikere betyder bogstaveligt talt fremkomsten af rummet, det vi kalder Big Bang. Big Bang er således en årsagsløs kvanteudsving, lige så tilfældig som radioaktivt henfald: fra fravær af tid til dets tilstedeværelse.

Hvis vi antager, at en af disse simple modeller er korrekte, ville det så være en videnskabelig forklaring på den første årsag? Kan vi helt slippe af med nødvendigheden af en årsag ved at bruge kvantefysikkens sandsynligheder?

Desværre ikke. Selvfølgelig ville en sådan model være en forbløffende intellektuel bedrift. Det ville være et kolossalt skridt fremad i forståelsen af altings oprindelse. Men det er ikke nok. Videnskab kan ikke eksistere i et vakuum. Hun har brug for et begrebsapparat, såsom begreber som rum, tid, stof, energi. Hun har brug for beregninger, hun har brug for love om bevarelse af sådanne mængder som energi og momentum. Man kan ikke bygge en skyskraber ud af ideer, ligesom man ikke kan skabe en model uden koncepter og love. At bede videnskaben om at "forklare" den første årsag er som at bede videnskaben om at forklare sin egen struktur. Dette er en anmodning om at levere en videnskabelig model, der ikke bruger fortilfælde, der er ingen tidligere koncepter at operere på. Videnskaben kan ikke gøre dette, ligesom en person ikke kan tænke uden en hjerne.

Gåden om grundårsagen forbliver uløst. Som svar kan man vælge religion og tro, og man kan også gå ud fra, at videnskaben finder ud af alt med tiden. Vi kan også, ligesom den oldgræske skeptiker Pyrrho, ydmygt erkende, at der er grænser for vores viden. Vi kan glæde os over det, vi har opnået, og blive ved med at forstå, mens vi indser, at der ikke er behov for at vide alt og forstå alt. Det er nok, at vi bliver ved med at være nysgerrige interesserede.

Nysgerrighed uden en gåde er blind, og en gåde uden nysgerrighed er mangelfuld.