Grense­løst uni­vers

Big Bang gir oss det til­syne­la­ten­de ube­svar­ba­re spørs­må­let om hva som skjed­de på for­hånd. Haw­king har kan­skje ikke fun­net sva­ret, men han fant en plau­si­bel vei uten­om det.

Stephen Hawking - Et sinn uten grenser - - Innhold - AV MARCUS CHOWN

Uni­ver­set har ikke ek­sis­tert evig, det ble født. For 13,82 mil­li­ar­der år si­den spon­tan­opp­sto all ma­te­rie og alt rom, til og med ti­den, i en ko­los­sal ild­kule vi kal­ler Big Bang. Ild­kula be­gyn­te å ut­vi­de seg, og etter hvert som res­te­ne kjøl­net, koa­gu­ler­te de til ga­lak­ser – enor­me øy­grup­per av stjer­ner. Vår egen Melke­vei­en er en av dis­se grup­pe­ne, og etter be­reg­nin­ge­ne fin­nes det to bil­lio­ner and­re. Det­te er Big Bang-teori­en i et nøtte­skall.

Det fin­nes over­vel­den­de man­ge tegn som ty­der på at uni­ver­set sim­pelt­hen duk­ket fram fra in­tet, som en ka­nin opp av en trylle­kunst­ners hatt. Had­de det ikke vært så mye som støt­tet den teori­en, vil­le fy­si­ker­ne glade­lig ha for­kas­tet den som rent van­vidd. Men de ble høyst mot­stre­ben­de tvun­get til å god­ta teori­en om et Big Bang, og det er ikke vans­ke­lig å for­stå hvor­for de kvi­et seg. Om vi god­tar at Big Bang skjed­de, må vi for­hol­de oss til det vem­me­li­ge spørs­må­let om hva som skjed­de før Big Bang.

I de se­ne­re år har man­ge kos­mo­lo­ger be­gynt å tro at vårt eget Big Bang-uni­vers bare er ett av utal­li­ge and­re, og at uni­ver­ser opp­står som skum­bob­ler i et enormt hav av in­fla­to­risk va­ku­um. In­fla­to­risk va­ku­um er noe un­der­lig som eks­pan­de­rer for­te­re og for­te­re og sen­der sta­dig fle­re Big Bang-uni­ver­ser inn i en grense­løs fram­tid. Og det­te ga teo­re­ti­ker­ne håp. Hvis in­fla­sjo­nen er evig­va­ren­de og ald­ri en­der, har den kan­skje ikke hatt noen be­gyn­nel­se hel­ler? Dess­ver­re er teo­re­ti­ker­nes håp blitt knust. Visst­nok kan ikke en­gang in­fla­sjo­nen ha på­gått evig. Igjen mø­ter vi det leie spørs­må­let om hva som skjed­de før Big Bang.

Step­hen Haw­king re­fe­rer­te til det­te pro­ble­met i en anek­do­te han for­tal­te på førs­te side av A Brief History of Ti­me. En vel­kjent vi­ten­skaps­mann – som Haw­king sier kan ha vært Ber­trand Russell – holdt fore­drag om vårt nå­væ­ren­de bil­de av uni­ver­set. Han be­skrev hvor­dan Jor­da kret­ser rundt So­la, og hvor­dan So­la i sin tur kret­ser rundt sen­trum av en enorm stjerne­sam­ling som vi kal­ler ga­lak­sen vår. Etter fore­dra­get reis­te en gam­mel dame seg ba­kerst i sa­len. «Pro­fes­sor», sa hun, «det du har snak­ket om er noe or­dent­lig tull. Alle vet at Jor­da lig­ger på ryg­gen av en skil­pad­de.»

«Ål­reit», sa Russell tål­mo­dig. «Men hva står skil­pad­da på?»

«Å, du skal ikke få set­te meg fast der, pro­fes­sor!» svar­te den på­ståe­li­ge dama. «Det er skil­pad­der helt til bunns!»

Å ven­de til­ba­ke til en uen­de­lig rek­ke av «hva skjed­de før det»-spørs­mål kan vir­ke uunn­gåe­lig, men tid­lig på 1980-tal­let fant Step­hen Haw­king en måte å unn­gå det på, utro­lig nok. På den ti­den sam­ar­bei­det han med en an­nen fy­si­ker som het Jim Hart­le ved Uni­ver­sity of Ca­li­for­nia i San­ta Bar­ba­ra.

Haw­king og Hart­le var fullt klar over at Ein­steins tyngde­kraft­te­ori for­ut­sa en me­nings­løs sin­gu­la­ri­tet ved uni­ver­sets be­gyn­nel­se. Hvor­dan kun­ne de unn­gå det når det var Haw­king selv, i sam­ar­beid med Ro­ger Pen­ro­se, som had­de vist at en slik

«Å ven­de til­ba­ke til en uen­de­lig rek­ke av ‘hva skjed­de før det’ -spørs­mål kan vir­ke uunn­gåe­lig»

sin­gu­la­ri­tet var uunn­gåe­lig, og at den ge­ne­rel­le re­la­ti­vi­tets­te­ori­en der­for brøt sam­men? Mer om det­te i det tid­li­ge­re ka­pit­let om sin­gu­la­ri­te­ter.

I de tid­ligs­te øye­blik­ke­ne av Big Bang var uni­ver­set mind­re enn et atom, og kvante­te­ori­en var læ­ren som på en svært vel­lyk­ket måte be­skrev den sub­mik­ro­sko­pis­ke ver­de­nen. Der­for trod­de de fles­te fy­si­ke­re at hvis vi noen gang skul­le for­stå uni­ver­sets fød­sel og hvor det kom fra, måt­te vi fin­ne en kvante­te­ori for tyngde­kraf­ten.

Kvante­te­ori­en sier at alt som er mu­lig å vite om en ting, for ek­sem­pel et atom, lig­ger inn­kaps­let i et ma­te­ma­tisk ut­trykk som vi kal­ler en bølge­funk­sjon. Haw­king og Hart­le prøv­de der­for å skri­ve ned en bølge­funk­sjon som re­pre­sen­ter­te hele uni­ver­set.

Svært raskt gjor­de de en opp­sikts­vek­ken­de opp­da­gel­se. Ein­steins tyngde­kraft­te­ori kan om­for­mu­le­res slik at den ikke be­skri­ver tre rom­di­men­sjo­ner og én tids­di­men­sjon, men der­imot tre rom­di­men­sjo­ner og en di­men­sjon som gjel­der ima­gi­nær tid. Ima­gi­nær tid er et mer­ke­lig ma­te­ma­tisk be­grep, men kjerne­punk­tet er at det opp­fø­rer seg ak­ku­rat som rom. Nå kun­ne Haw­king og Hart­le de­mon­stre­re at bølge­funk­sjo­nen av uni­ver­set, som i dag ek­sis­te­rer i rom og tid, kan ha be­gynt bare i rom.

Kon­se­kven­sen av det­te er at Big Bang­sin­gu­la­ri­te­ten som for­ut­sies i Ein­steins teori bare ek­sis­te­rer i tid, og fjer­ner vi ti­den, fjer­nes auto­ma­tisk sin­gu­la­ri­te­ten. Teori­en sprek­ker ikke med et smell slik som Ein­steins tyngde­kraft­te­ori. Men det vik­ti­ge er at spørs­må­let om hva som skjed­de før Big Bang, blir som å spør­re hva som be­fin­ner seg nord for Nord­po­len. Og det blir me­nings­løst, selv­føl­ge­lig. Med den­ne så­kal­te grense­løse be­tin­gel­sen had­de Haw­king og Hart­le unn­gått spørs­må­let om hva som skjed­de før Big Bang. Det fan­tes ikke noe «før», for et «før» ek­sis­te­rer bare i tid.

Med and­re ord ga det in­gen vi­ten­ska­pe­lig me­ning å spør­re hva skil­pad­da sto på.

«I de tid­ligs­te øye­blik­ke­ne av Big Bang var uni­ver­set mind­re enn et atom, og kvante­te­ori­en var læ­ren som be­skrev det»

Newspapers in Norwegian

Newspapers from Norway

© PressReader. All rights reserved.