Kosmologi

Kosmologi är läran om kosmos som helhet. D v s hur världsalltet blev till, hur det utvecklats på en storskalig nivå, hur det kommer att utvecklas samt hur dess öde kommer att bli. Frågor kring hur - och kanske ännu mer varför - världsalltet och mänskligheten existerar har fascinerat oss ända sedan vi gradvis utvecklades till intelligenta och medvetna varelser. Mängder med religioner, som var och en ofta har har ansett sig vara den rätta, har sedan dess vuxit fram för att försöka ge människan svar på dessa frågor. Under 1900-talet har dock vetenskapen, baserad på den universella sanning som finns inbyggd i matematiken när den tillämpas på verkligheten, för första gången kunnat börja förklara dessa frågor med logiska resonemang. Den moderna kosmologin fick sin start som vetenskap i och med utvecklandet av den allmänna relativitetsteorin, vars största förutsägelse möjligtvis är just dynamiken hos vårt Universum.

Big Bang teorin är numera den befästa grundteorin för hur vårat Universum har skapats inte mycket tack vare de framgångsrika resultaten åstadkomna med COBE under första delen av 1990-talet. Big Bang teorin säger att Universum - samt rum, tid och energi - skapades i en mycket het explosionliknande händelse som fick Universum att börja expandera från en punkt för 13,7 miljarder år sedan. Allt eftersom har storskaliga strukturer, galaxer innehållande massvis med stjärnor som i sin tur i de flesta fall har flertalet planeter runt sig - några av dem lämpade för liv - bildats.

COBE bekräftade även att inflationsteorin, en påbyggnad av den klassiska Big Bang teorin för att förklara ett flertal problem med den senare, stämmer genom att observera de storskaliga krusningar i bakgrundsstrålningen orsakade av att ljuset färdades med ändlig hastighet även i det tidiga Universum men med mikroskopiska ojämnheter i urmassan, efter en nästan oändlig uppblåsning ledde till en aning ojämn fördelning av kosmos.

Under år 2003 lyckades WMAP, en förbättrad variant av COBE, bekräfta det som studerandet av supernovor hade antytt under de senaste åren - att Universums expansion sker allt snabbare och snabbare. Einsteins kosmologika konstant, som han senare förkastade som det största misstaget under sin karriär, har alltså återintroducerats inom kosmologin fast med en lätt annorlunda innebörd. WMAP har även konstaterat att Universums ålder är 13,73 miljarder år på mindre än en procent när, att Universum har en platt geometri, består av bara 4 % vanlig materia, 22 % mörk materia och hela 73 % mörk energi, en hittills okänd typ av energi som orsakar den accelererande expansionen av Universum.

Under de nästkommande åren (2009) kommer satelliten Planck att förbättra COBEs och WMAPs resultat ytterligare på flera sätt. Samtidigt strävar forskare mot att förklara den mörka materian, den mörka energin, hur Universum har kommit till och en dag kommer att sluta genom bl a den .

 








Åldersparadoxen
Den saknade massan



Kvantkosmologi
Antropiska principer
Weyls krökningshypotes



GUT-teorier

Sammanfattning av den moderna kosmologin

  • Kosmologi beskriver Universums storskaliga struktur.

  • Universum har skapats i en händelse i en punkt som brukar kallas för Big Bang.

  • Materian i Universum skapades av ett litet överskott av positiv energi, relativt negativ energi.

  • Rummet i Universum expanderar till följd av Big Bang och varje punkt avlägsnar sig från varje annan likt punkter målade på en ballong som blåses upp.

  • Einsteins fältekvationer tillämpade på Universum beskriver förhållandet mellan geometrin och energin inuti geometrin. Beroende på om gravitationen hos materien klarar av att stanna expansionen eller inte kommer Universum att fortsätta expandera för evigt, avstanna efter oändlig tid eller övergå i en kontraktion och "Big Crunch". Universum kan alltså anta tre olika geometrier beroende på detta, nämligen öppet, platt respektive slutet.

  • Hastigheten med vilken en punkt avlägsnar sig från en annan är asymptotiskt linjärt när avståndet mellan punkterna går mot oändligheten. Kvoten mellan hastighet och avstånd kallas för Hubbles parameter och är 71 km/s per megaparsek.

  • Universum innehåller massa som gör att expansionen avstannar med tiden om det inte vore för den mörka energin, beskriven av den negativa kosmologika konstanten, som uppväger effekten av massan och gör att Universum expanderar allt snabbare istället. Hubbles parameter är alltså ingen konstant eftersom den ändras med tiden.

  • Den klassiska Big Bang teorin kan dock inte förklara alla de fenomen som observeras, därför uppfanns inflationsteorin som löser många av problemen genom att anta att det verkliga Universum har blåsts upp otroligt mycket mer än det synliga Universum.

  • Inflationsteorin förklarar bl a varför materia inte är exakt jämnt fördelat i Universum och därför lokalt dras samman och bildar stjärnor med planeter runt dem i många fall som i vissa fall förr eller senare kommer att hysa mer eller mindre intelligent liv.

  • Det bildas hela tiden nya universa som knoppas av från vissa punkter i rumtiden hos redan existerande universa.

Forsätt nu upptäcksfärden inom kosmologin efter denna kompakta sammanfattning genom att studera hur många av vetenskapsmännen inom den moderna naturvetenskapen tog fram teorin i Den moderna kosmologins utveckling.

Tillbaka till Kosmologikas hemsida

© Copyright 1996- Christian Målmark E-postadress

Nästa sida
Copyright © www.kosmologika.net Materialet får skrivas ut och användas för personligt bruk. Användning i undervisningssyfte är ej tillåten utan vårt tillstånd - läs mer här: http://www.kosmologika.net/Copyright.html