Kapitel to

Hvordan er universet blevet til? — Et omstridt spørgsmål

ASTRONAUTER kan slet ikke lade være med at fotografere Jorden når den kommer til syne i et rumskibs vindue. „Det er det bedste ved at flyve i rummet,“ siger en astronaut. Men Jorden er forsvindende lille i sammenligning med solsystemet. Solens rumfang er mere end en million gange større end Jordens. Men har sådanne oplysninger om universet nogen som helst betydning for os og vores tilværelse?

Lad os forestille os at vi rejser ud i rummet og betragter Jorden og Solen udefra. Solen er blot én af utallige stjerner i en spiralarm af galaksen Mælkevejen,a som igen kun udgør en lille del af universet. Med det blotte øje kan man se nogle få lyspletter, der i virkeligheden er andre galakser, som for eksempel den smukke og større Andromeda. Mælkevejen, Andromeda og cirka 20 andre galakser holdes af gravitationskraften sammen i en galaksehob — og tilsammen udgør de blot en lille del af en umådelig stor superhob. Universet rummer utallige superhobe — og det er endda ikke det hele.

Galaksehobene er ikke jævnt fordelt i rummet. De ligner nærmest tynde ark og tråde omkring umådelige boblelignende tomrum. Nogle galaksehobe er så lange og brede at de mest af alt minder om enorme mure. Det vil måske overraske mange som mener at universet er blevet til ved en tilfældig kosmisk eksplosion. „Jo tydeligere vi kan se universet i alle dets prægtige detaljer, jo sværere får vi ved med en simpel teori at forklare hvordan det er kommet til at se sådan ud,“ siger en seniorskribent ved Scientific American.

Vidnesbyrd om en begyndelse

Alle de enkelte stjerner vi kan se, befinder sig i Mælkevejen. Frem til 1920’erne troede man at den var den eneste galakse der fandtes. Men observationer med større teleskoper har siden vist at det ikke er tilfældet. Universet rummer mindst 50.000.000.000 galakser. Altså ikke 50 milliarder stjerner — men mindst 50 milliarder galakser, der hver især har milliarder af stjerner som vores Sol. Og dog var det ikke den kolossale mængde galakser der vendte op og ned på videnskabsmændenes opfattelser i 1920’erne, men dét at de alle er i bevægelse.

Astronomerne opdagede noget bemærkelsesværdigt: Når lys fra en galakse blev ledet gennem et prisme, viste det sig at lysbølgerne var „strakt“. Denne såkaldte rødforskydning tydede på at lyset var udsendt af et legeme der med stor hastighed var på vej bort fra os. Jo længere væk galaksen befandt sig, jo hurtigere syntes den at bevæge sig bort fra Jorden. Det tyder på at universet udvider sig!b

Man behøver hverken at være professionel astronom eller amatørastronom for at forstå at et ekspanderende univers fortæller en hel del om vores fortid — og måske også om vores fremtid. Noget må have sat processen i gang — en kraft der har været stærkere end hele universets umådelige gravitationskraft. Der er god grund til at spørge: ’Hvor kan denne vældige kraft komme fra?’

De fleste forskere mener at universet oprindelig var et uhyre lille punkt af uendelig tæthed (en singularitet), men vi kan ikke komme uden om dette fundamentale spørgsmål: „Hvis universet på et tidspunkt i fortiden tilnærmelsesvis var en singularitet, uendelig lille og af uendelig tæthed, må vi spørge hvad der fandtes før, og hvad der var uden for universet. . . . Vi må tage stilling til spørgsmålet om en begyndelse.“ — Sir Bernard Lovell.

Dette faktum forudsætter mere end blot tilstedeværelsen af en umådelig energikilde. Der var også behov for forudseenhed og intelligens eftersom den hastighed hvormed universet udvider sig, synes meget fint afpasset. „Hvis universet havde udvidet sig en billiontedel hurtigere, ville alt stof i universet være spredt nu,“ oplyser Lovell. „Og hvis det var foregået en billiontedel langsommere, ville gravitationskræfterne have fået universet til at kollapse inden for sådan cirka den første milliard år af dets eksistens. Heller ikke i det tilfælde ville der have eksisteret stjerner eller liv i dag.“

Forsøg på at forklare begyndelsen

Er eksperterne i dag i stand til at forklare hvordan universet opstod? Mange forskere der ikke kan forlige sig med den tanke at universet er blevet skabt af en højere intelligens, fremfører teorier om at det på en eller anden måde har dannet sig selv af intet. Forekommer det logisk? Sådanne spekulationer indeholder som regel en variation af en teori udtænkt i 1979 af fysikeren Alan Guth som er blevet kaldt „inflationsmodellen“.c Siden har dr. Guth imidlertid vedgået at hans teori „ikke forklarer hvordan universet er opstået af intet“. Dr. Andrej Linde har udtrykt sig mere utvetydigt i en artikel i Scientific American: „Den moderne kosmologis vanskeligste problem er stadig at forklare denne første singularitet — hvor og hvornår det hele begyndte.“

Hvis eksperterne ikke er i stand til at give en endegyldig forklaring på universets oprindelse eller dets tidlige udvikling, bør man måske søge en forklaring andetsteds. Der er god grund til at overveje nogle vidnesbyrd som mange har overset, men som kan give indsigt i dette problem. Blandt disse vidnesbyrd er den nøjagtige afstemning af de fire fundamentale naturkræfter som er bestemmende for alle egenskaber ved stof og alle forandringer i stof. Selve ordet naturkræfter får måske nogle til at tænke: ’Det er vist kun noget for fysikere.’ Men de grundlæggende fakta berører os alle og er derfor værd at se nærmere på.

En fin balance

De fire fundamentale naturkræfter spiller en rolle både i det umådeligt store rum og i de uhyre små atomer. Ja, de sætter deres præg på alt hvad vi ser omkring os.

Hvis der ikke var en fin balance mellem universets fire naturkræfter, ville grundstoffer der er af livsvigtig betydning for os (navnlig kulstof, ilt og jern), ikke kunne eksistere. Vi har tidligere nævnt én af disse kræfter, gravitationskraften. En anden er den elektromagnetiske kraft. Hvis den var væsentligt svagere end den er, kunne elektronerne ikke fastholdes omkring atomets kerne. Men ville det betyde så meget? Ja, for så kunne atomerne ikke danne molekyler. Hvis den elektromagnetiske kraft derimod var meget stærkere end tilfældet er, ville elektronerne ikke kunne fjerne sig fra atomets kerne. I så fald kunne der ikke foregå nogen kemiske reaktioner mellem atomerne — og livet ville ikke kunne eksistere. Blot dette ene eksempel viser at selve livet og menneskets eksistens afhænger af at den elektromagnetiske kraft har den helt rigtige styrke.

Også i rummet har størrelsen af den elektromagnetiske kraft stor betydning. Blot en lille ændring af den ville påvirke Solen og dermed ændre den lysmængde der når Jorden, hvorved fotosyntesen i planterne ville blive hæmmet eller helt ophøre. Det kunne desuden berøve vandet dets enestående egenskaber, der er en betingelse for liv. Også dette eksempel viser at en helt præcis størrelse af den elektromagnetiske kraft er afgørende for om vi lever eller dør.

Lige så vigtig er den elektromagnetiske krafts styrke i forhold til de tre andre naturkræfter. Nogle fysikere har for eksempel beregnet at denne kraft er 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 (10⁴⁰) gange gravitationskraften. Man skulle måske tro at det ikke ville gøre nogen forskel om man føjede et enkelt nul til dette lange tal, så der stod 10⁴¹. Men det ville betyde at gravitationskraften var forholdsmæssigt svagere; og dr. Reinhard Breuer forklarer hvad dette ville indebære: „Hvis gravitationskraften blev svagere, ville stjernerne blive mindre, og gravitationskraftens tryk i deres indre ville ikke drive temperaturen så højt op at der kunne foregå fusionsreaktioner, og dermed ville Solen ikke kunne skinne.“ Man kan let forestille sig hvad det ville betyde for os.

Hvad så hvis gravitationskraften var forholdsmæssigt stærkere, så der kun var 39 nuller i tallet (10³⁹)? „Blot en sådan lille modifikation ville betyde at en stjerne som Solen fik en væsentligt kortere levetid,“ fortsætter Breuer. Andre forskere mener at balancen mellem disse kræfter må være endnu mere præcis.

To af de tankevækkende egenskaber ved Solen og andre stjerner er deres virkningsgrad og stabilitet gennem overordentligt lange perioder. Tænk over en enkel illustration. Vi véd at forholdet mellem brændstof og luft må være nøje afpasset for at en bilmotor kan fungere optimalt; ingeniører designer komplicerede mekaniske og computerstyrede systemer for at forbedre motorernes ydeevne. Hvis dette gælder en bilmotor, må det så ikke også gælde den effektive „forbrænding“ der foregår i stjerner som Solen? De vigtige kræfter der er involveret, har nøjagtig den styrke og det indbyrdes forhold der giver livet de bedst mulige vilkår. Er det ikke bare et lykketræf? Job, der levede omkring 1600 år før vor tidsregning, blev spurgt: „Har du kundgjort de regler der styrer himlene, eller fastlagt naturlovene på jorden?“ (Job 38:33, The New English Bible) Nej, det har intet menneske. Hvorfra stammer denne præcision da?

De to kernekræfter

Universets struktur er betinget af langt mere end blot en fin balance mellem gravitationskraften og den elektromagnetiske kraft. Der er to andre naturkræfter som også har betydning for vort liv.

Disse to kræfter virker i atomets kerne og vidner om en hensigt. Lad os se nærmere på den stærke kernekraft, der binder protoner og neutroner sammen i atomets kerne. Det er på grund af denne binding at forskellige grundstoffer kan dannes, både lette grundstoffer (som helium og ilt) og tunge (som guld og bly). Hvis denne kraft var blot 2 procent svagere, ville der formentlig kun findes brint. Hvis den derimod var en anelse stærkere, ville kun de tungere grundstoffer kunne eksistere, men ikke brint. Ville det have nogen betydning? Ja, for hvis der ikke var brint i universet, ville Solen ikke have det nødvendige brændstof til at udstråle livgivende energi. Og vi ville hverken have mad eller vand, for brint er en væsentlig bestanddel af begge dele.

Den fjerde kraft vi vil se på, kaldes den svage kernekraft. Det er den der styrer det radioaktive henfald. Den har også betydning for den termonukleare aktivitet i Solen. Har denne kraft også en hensigtsmæssig styrke? Matematikeren og fysikeren Freeman Dyson forklarer: „Den svage [kernekraft] er en million gange svagere end den stærke kernekraft. Den er præcis så svag at brinten i Solen brænder langsomt og stabilt. Hvis den svage [kernekraft] var meget stærkere eller meget svagere, ville alle livsformer der er afhængige af sollignende stjerner, være i vanskeligheder.“ Ja, den hastighed hvormed forbrændingen foregår, holder Jorden varm — dog ikke så varm at den bryder i brand, men varm nok til at holde os i live.

Forskere mener desuden at den svage kernekraft er medvirkende ved supernova-eksplosioner, den proces der ifølge deres vurdering frembringer og spreder de fleste grundstoffer. „Hvis disse kernekræfters styrke var bare en lille smule større eller mindre end tilfældet er, ville stjernerne ikke være i stand til at frembringe de grundstoffer som du og jeg består af,“ forklarer fysikeren John Polkinghorne.

Der kunne siges meget mere, men pointen er at de fire naturkræfter har den helt rigtige størrelse og det helt rigtige indbyrdes forhold. „Alle vegne omkring os ser vi vidnesbyrd om at naturen har ramt helt rigtigt,“ skriver professor Paul Davies. Ja, takket være naturkræfternes fine balance kan Solen og vor smukke planet med dens livsopretholdende vand, atmosfæren der er så afgørende for livet, og en lang række vigtige grundstoffer på Jorden eksistere og fungere. Hvorfor denne fine balance? Hvor stammer den fra?

De ideelle forhold på Jorden

Vor eksistens afhænger også af præcision på andre områder. Lad os se på Jordens størrelse og dens placering i forhold til resten af solsystemet. I Jobs Bog i Bibelen bliver der peget på menneskets begrænsning med disse spørgsmål: „Hvor var du da jeg grundlagde jorden? . . . Hvem fastsatte dens mål — hvis du ved det?“ (Job 38:4, 5) Disse spørgsmål er mere aktuelle end nogen sinde. Hvorfor? På grund af de forbløffende opdagelser man har gjort i forbindelse med Jorden — deriblandt betydningen af dens størrelse og dens placering i solsystemet.

Man har ikke fundet nogen planet i universet som kan sammenlignes med Jorden. Nogle forskere peger ganske vist på indirekte beviser på at der omkring nogle stjerner er objekter i kredsløb som er flere hundrede gange større end Jorden. Men Jorden har præcis den rigtige størrelse til at vi kan eksistere på den. Hvordan det? Jo, hvis Jorden var bare lidt større, ville dens gravitationskraft også være større, og den lette gasart brint ville blive fastholdt af den og ophobes. I så fald ville intet liv kunne eksistere i Jordens atmosfære. Hvis Jorden på den anden side var en lille smule mindre, ville den livsvigtige ilt undslippe atmosfæren og overfladevandet fordampe. I begge tilfælde ville konsekvensen være at mennesket ikke kunne eksistere på Jorden.

Jorden befinder sig desuden i den ideelle afstand fra Solen, hvilket også er afgørende for livets eksistens. Astronomen John Barrow og matematikeren Frank Tipler har studeret „forholdet mellem Jordens radius og dens afstand fra Solen“. De konkluderede at mennesket ikke kunne leve „hvis dette forhold var en ubetydelighed anderledes end det vi kan observere“. Professor David L. Block siger: „Beregninger viser at hvis Jorden havde befundet sig blot 5 procent nærmere Solen, ville en løbsk drivhuseffekt være indtruffet for cirka 4 milliarder år siden. Hvis Jorden på den anden side var placeret blot 1 procent længere borte fra Solen, ville en løbsk isdannelse [der ville dække størsteparten af Jorden med enorme mængder is] være indtruffet for cirka 2 milliarder år siden.“ — Our Universe: Accident or Design?

Foruden de ovennævnte eksempler på præcision kan nævnes det at Jorden foretager en omdrejning om sin egen akse i løbet af præcis et døgn, hvilket er netop den rette hastighed til at holde temperaturen på Jorden moderat. Venus er 243 dage om en enkelt omdrejning. Hvis det tog Jorden lige så lang tid, ville de lange dage og nætter resultere i ekstreme temperaturer som vi ikke ville kunne overleve.

En anden væsentlig detalje er Jordens bane om Solen. Kometer har en bred elliptisk bane. Det samme gælder lykkeligvis ikke Jorden. Dens bane er næsten cirkulær. Var den ikke det, ville vi blive udsat for dødbringende varme og kulde.

Også solsystemets plads i universet er værd at bemærke. Havde det befundet sig nærmere midten af vor galakse, Mælkevejen, ville nabostjernernes gravitationskraft have påvirket Jordens bane. Hvis det på den anden side havde befundet sig i udkanten af galaksen, ville der så godt som ingen stjerner have været at se på nattehimmelen. Selv om stjerneskær ikke er en betingelse for liv, kommer man ikke uden om at det gør nattehimmelen til et smukt syn. Ud fra det billede man i øjeblikket har af universet, har forskere desuden beregnet at der i udkanten af Mælkevejen ikke ville være tilstrækkelige mængder af de grundstoffer som er nødvendige for at et solsystem som vort kunne dannes.d

Lov og orden

Det er velkendt at alt synes at gå i retning af uorden. Ting der overlades til sig selv, går i stykker eller nedbrydes. Videnskaben kalder denne tendens „termodynamikkens anden lov“. Vi kan se denne lov i funktion hver eneste dag. Hvis en ny bil eller cykel får lov at stå, forvandles den til en dynge skrot. Lad et hus stå tomt, og det forfalder. Hvordan forholder det sig med universet? Også her gælder loven. Derfor skulle man tro at universets orden ville vige for total uorden.

Dette synes imidlertid ikke at være tilfældet — noget som professor i matematik Roger Penrose opdagede da han studerede graden af uorden (eller entropi) i det synlige univers. På baggrund af sådanne opdagelser er det logisk at slutte at universet fra begyndelsen har været præget af orden og stadig er yderst velorganiseret. Astrofysikeren Alan Lightman giver udtryk for at forskere „finder det mystisk at universet blev til i en så ordenspræget tilstand“. Han tilføjer at „enhver brugbar kosmologisk teori i sidste ende bør forklare dette entropi-problem“ — hvorfor universet ikke er blevet kaotisk.

Menneskets eksistens er i virkeligheden i strid med denne anerkendte lov. Hvordan kan det da gå til at vi lever her på Jorden? Som tidligere nævnt, er det et grundlæggende spørgsmål som mange gerne vil have svar på.

[Fodnoter]

[Ramme på side 15]

Forsøg på at tælle stjernerne

Det anslås at der er over 100.000.000.000 (100 milliarder) stjerner i galaksen Mælkevejen. Hvis man forestillede sig et leksikon hvor der var sat én side af til et stjernesystem som Solen og alle planeterne, hvor mange bind skulle der så være i leksikonet for at det kunne beskrive Mælkevejens stjerner?

Med bind af almindelig tykkelse ville leksikonet efter sigende ikke kunne være på New York Public Library, der har 412 kilometer hyldeplads!

Hvor lang tid ville det tage at kigge leksikonet igennem? „At blade det igennem med en side i sekundet ville tage mere end ti tusinde år,“ forklarer Mælkevejens krønike. Men stjernerne i vor galakse udgør blot en lille del af stjernerne i de skønsmæssigt 50.000.000.000 (50 milliarder) galakser i universet. Hvis leksikonet indeholdt en side for hver af disse stjerner, ville der ikke være plads til det på alle verdens bibliotekshylder. „Jo mere vi ved om universet, jo mere indser vi, hvor lidt vi ved,“ siges der i bogen.

[Ramme på side 16]

Jastrow — Om begyndelsen

Robert Jastrow, professor i astronomi og geologi ved Columbia University, har skrevet: „Kun få astronomer kunne have forudset at denne begivenhed — universets pludselige fødsel — ville blive et bevist videnskabeligt faktum. Men iagttagelser af himmelen gennem teleskoper har tvunget dem til at drage denne konklusion.“

Om betydningen af dette siger han derefter: „Det astronomiske bevis for en begyndelse sætter forskerne i en prekær situation, for de antager at enhver virkning har en naturlig årsag . . . Den britiske astronom E. A. Milne har skrevet: ’Vi kan ikke fremsætte nogen teser om forholdene [i begyndelsen]; ingen har set eller iagttaget Gud under den guddommelige skabelseshandling.’“ — The Enchanted Loom — Mind in the Universe.

[Ramme på side 17]

Fire fundamentale fysiske kræfter

1. Gravitationskraften — en meget svag kraft på det atomare plan. Dens virkning er tydeligere på store objekter — planeter, stjerner, galakser.

2. Elektromagnetisme — den væsentligste tiltrækningskraft mellem protoner og elektroner, og den der muliggør dannelse af molekyler. Lyn er et vidnesbyrd om dens styrke.

3. Den stærke kernekraft — den kraft der binder protoner og neutroner sammen i atomets kerne.

4. Den svage kernekraft — den kraft der styrer radioaktive grundstoffers henfald og Solens effektive termonukleare aktivitet.

[Ramme på side 20]

„Sammentræf af tilfældigheder“

„Gør den svage kernekraft en anelse stærkere, og der ville ikke være blevet dannet noget helium; gør den en anelse svagere, og næsten al brinten ville være blevet omdannet til helium.

Sandsynligheden for et univers hvor der findes helium og samtidig forekommer eksploderende supernovaer, er meget lille. Vor eksistens afhænger af dette sammentræf af tilfældigheder, og af den endnu mere dramatiske tilfældighed i form af de kerneenerginiveauer som [astronomen Fred] Hoyle forudsagde. Til forskel fra alle tidligere generationer ved vi hvordan vi er blevet til. Men i lighed med alle tidligere generationer ved vi stadig ikke hvorfor.“ — New Scientist.

[Ramme på side 22]

„De særlige forhold på Jorden som er en følge af dens ideelle størrelse, sammensætningen af grundstoffer og dens næsten cirkulære bane i den rette afstand fra en stabil stjerne, nemlig Solen, gjorde det muligt at der kunne samle sig vand på Jordens overflade.“ (Integrated Principles of Zoology, 7. udgave) Livet på Jorden kunne ikke være opstået uden vand.

[Ramme på side 24]

Tror du kun på det du kan se?

Mange erkender at der findes ting de ikke kan se. I januar 1997 berettede bladet Discover at astronomer havde opdaget noget som de konkluderede var omkring en halv snes planeter i kredsløb om fjerne stjerner.

„Indtil nu kendes de nye planeters eksistens kun på grund af den måde deres gravitationskraft påvirker moderstjernernes bevægelser på.“ For astronomerne var de synlige virkninger af gravitationskraften et grundlag for at tro på usete himmellegemers eksistens.

Omstændighedsbeviser — og ikke direkte iagttagelse — har været et tilstrækkeligt grundlag for at forskere har accepteret noget der endnu ikke var synligt. Mange der tror på en Skaber, finder at de har et lignende grundlag for at acceptere noget de ikke kan se.

[Ramme på side 25]

Sir Fred Hoyle forklarer i The Nature of the Universe: „For at komme uden om begrebet skabelse er man nødt til at tro at alt stof i universet har eksisteret evigt, og det kan ikke være tilfældet. . . . Brint omdannes konstant til helium og andre grundstoffer . . . Hvordan kan det da gå til at universet næsten udelukkende består af brint? Hvis alt stof havde eksisteret evigt, ville dette være fuldstændig umuligt. I betragtning af universets tilstand ser vi således at begrebet skabelse ganske enkelt ikke kan ignoreres.“

[Illustration på side 12, 13]

Vor Sol (rammen) virker uanselig i galaksen Mælkevejen, som det illustreres her med spiralgalaksen NGC 5236

Mælkevejen indeholder over 100 milliarder stjerner, og den er blot én af de over 50 milliarder galakser i det kendte univers

[Illustrationer på side 14]

Astronomen Edwin Hubble (1889-1953) opdagede i lyset fra fjerne galakser en rødforskydning som viser at universet udvider sig og således har haft en begyndelse

[Illustrationer på side 19]

En fin afstemning af de kræfter der styrer Solen, resulterer i forhold på Jorden som er ideelle for livets eksistens