|
Panelen svarar
 Här är de frågor som har besvarats inom ämnet astronomi. Är du intresserad av något speciellt så kan du spara tid genom att söka efter det.
Här kan du ställa en egen fråga till Henrik Hartman om astronomi!
jag tänker på en fråga som benjamin frågade förut. om big bang teorin och så. alltså, var skulle den här massan komma ifrån, hur skulle den kunna uppstå om det inte fanns någon tid. du säger ju att tiden började med big bang, men hur skulle då detta oerhörda tryck kunna uppstå, om det inte fanns någon tid. det måste ju finnas tid för att ett tryck ska kunna bildas. så om det inte fanns någon tid så skulle ju trycket på massan inte kunna uppstå.
svara på den du:P=P-.-'''
/ galdar, 15 år från uppsala
Hej Galdar,
Om vi observerar galaxer och mäter deras hastigheter och avstånd
finner vi att de alla rör sig bort ifrån varandra. Vi tar detta som ett
bevis på att Einsteins allmänna relativitetsteori är riktig, när den
säger att själva tomrummet håller på att blåsas upp, och
tvingar galaxerna att följa med i den här expansionen.
Om vi då går tillbaka i tiden, måste det betyda att galaxerna
kommer allt närmare varandra, och att densiteten i universum
(mängden massa per kubikmeter) då ökar. Går vi tillräckligt
långt tillbaka i tiden blir densiteten så hög att de fysikaliska
lagarna vi har bryter samman. Detta sker 13.7 miljarder
år tillbaka i tiden, och vi kallar detta sammanbrott för
"big bang". Densiteten i universum är då närmast oändligt
hög.
Vi kan för närvarande inte "spola filmen tillbaka" längre än till
det där sammanbrottet. Så i princip skulle universum ha
kunnat existera i oändligt lång tid innan dess, i det här
hyperkompakta tillståndet. Vi vet helt enkelt inte!
Men om vi antar att den allmänna relativitetsteorin fortfarande
gäller vid det här extrema tillståndet (vilket inte alls är säkert),
kan vi spola tillbaka bandet lite till. Närmare bestämt kan vi
spola tillbaka bandet 0.000 (...och så ytterligare 37 nollor...) 0001
sekunder, och finner då att universum kollapsar fullständigt:
rummet och materien försvinner, likaså tiden. Men det
är som sagt bara en konsekvens av en matematisk teori
som kanske inte ens gäller vid dessa förhållanden. Det
går därför inte att säga säkert om eller hur universums
massa har bildats vid big bang eller om den alltid har
funnits.
/Björn
|
Hej!!! Vad är dom 3 viktigaste upptäckterna inom universums historia??
/ Sarah Andersson, 14 år från Göteborg
Hej Sarah,
Det var verkligen en svår fråga! Jag tror att de viktigaste upptäckterna handlar
om de saker som bidrar till att forma vår världsbild. Den nuvarande vetenskapliga
världsbilden som beskriver hur universum bildats och utvecklats med tiden
bygger på Einsteins allmänna relativitetsteori (en teori som beskriver hur
gravitation fungerar) samt partikelfysik (som beskriver hur materiens minsta
beståndsdelar uppför sig). Tillsammans bildar de den så kallade "big bang"-kosmologin.
De tre viktigaste upptäckterna blir i så fall de observationer som visat att big bang-
kosmologin har rätt, nämligen:
1) Enligt big bang-teorin var universum så varmt i början att materien var joniserad,
det vill säga att inga elektroner kretsade kring atomkärnor, utan att atomkärnor
och elektroner var skilda från varandra. Men ca 300 000 år efter big bang hade det blivit
så svalt (ca 3000 grader) att elektronerna bands till atomkärnorna, en händelse som kallas för
"rekombinationen". Fram tills denna tidpunkt hade ljuspartiklarna, fotonerna, hela
tiden kolliderat med de fria elektronerna, vilket gjorde att de fick samma temperatur.
Men när elektronerna rekombinerade med atomkärnorna upphörde elektroner och
fotoner att ha samma temperatur, eftersom de inte längre kolliderade med varandra.
Det enda som därefter bestämde fotonernas temperatur är universums expansion, vilket
kyler ned dem. Man räknade ut, att den expansion som förflutit sedan den tid då
universum var 300 000 år borde ha kylt ned fotonerna från 3000 grader till ungefär
2.7 grader (över absoluta nollpunkten). Om detta var sant borde man i dag kunna
observera en stor mängd fotoner med en våglängd som svarar mot en temperatur
på 2.7 grader, som kommer emot oss ifrån alla riktningar och är lika stark vart
vi än tittar. Denna så kallade "bakgrundsstrålning" upptäcktes verkligen, och det
skedde 1965. Upptäckarna, Arno Penzias och Robert Wilson fick Nobelpriset i
fysik år 1978 för denna upptäckt. Alltså: en av de viktigaste upptäckterna
är upptäckten av den kosmiska bakgrundsstrålningen.
2) big bang-teorin säger alltså att universum ska expandera. Det måste betyda att
alla galaxer är på väg bort ifrån varandra. Dessutom ska galaxer som ligger längre
bort röra sig bort med högre hastighet. Stämmer detta? Man får ge sig ut och
observera galaxer, och mäta deras hastigheter och avstånd. Det visar sig då
att galaxerna faktiskt är på väg bort ifrån varandra med stor hastighet, och att
denna hastighet ökar ju mer avlägsna de är. Detta upptäcktes av astronomen
Edwin Hubble år 1929. Upptäcken att universum expanderar är alltså ytterligare
en mycket viktig upptäckt.
3) När universum var mycket ungt var det fruktansvärt varmt, så varmt att
materia som vi känner den inte kunde existera. Men när universum kyls ned
på grund av expansionen bildas det gradvis olika typer av atomkärnor. Man
kan räkna ut att den materia som bildas kort efter big bang till 75% består
av väte, medan resten nästan uteslutande är helium. Dessutom bildas mycket
små mängder litium, beryllium, och bor. Efter omfattande observationer av
vad materien i galaxerna består av, har man kommit fram till att den
mycket riktigt består av väte till ungefär 75%, medan 24-25% är just
helium. Därför är upptäckten av universums kemiska sammansättning
en tredje mycket viktig upptäckt.
/Björn |
Vad var big bang?
/ Amanda Jönsson, 11 år från Varberg
Hej Amanda,
"big bang" eller "Den Stora Smällen" är ett
populärt namn på det vi tror är universums
början - den händelse för 13.7 miljarder år
sedan när vårt universum uppstod. Det var
då rummet och tiden uppstod och de första
enkla ämnena bildades (väte och helium).
Ur detta väte och helium bildades sedan stjärnor,
som slöt sig samman och bildade galaxer. Dessa
stjärnor tillverkar atomer - till exempel kol,
syre, järn, och guld. Det är sådana atomer som
planeterna och vi själva består av.
/Björn |
evolutionsteorin tyder ju på att hela universum uppkom ur ingenting men hur hänger det igentligen ihop
om någonting skal skapas så måste det ju finnas en mängd energi eller?
/ benjamin, 14 år från falun
Hej Benjamin,
Jag tror du menar big bang-teorin. Evolutionsteorin
handlar om livets utveckling på jorden.
big bang-teorin säger inte att universum uppkom
ur ingenting. Den säger att tätheten hos materien
(eller snarare tätheten hos energin) var oändligt
hög vid tidens början, dvs att man hade en enormt stor
mängd energi samlad i en oändligt liten volym (en
singularitet). Det är inte riktigt samma sak, eller
hur?
/Björn |
Jag håller på med en uppsats...kan du enkelt säga vilken teori som mot säger big bang? jag har kollat upp Fred Hoyle ider. finns det några andra nyckel personer? i så fall vilka? har du några bra länkar också så skulle jag vara tacksam.
Mvh Anton
/ Anton, 16 år från Järfälla
Hej Anton,
Inom forskningen arbetar man alltid med två
huvudkomponenter: teori och observation. Med teori
menar man en uppsättning fysikaliska lagar som man
anser gälla, samt konsekvenser av dessa fysikaliska
lagar. Dessa lagar formuleras matematiskt och lösningen
på dessa ekvationer ("konsekvenserna") är en
teoretisk "beskrivning" av världen. Ofta beror
detaljerna i denna beskrivning på exakt vilka värden
man väljer för olika parametrar som ingår i modellen.
Ett konkret exempel: modern kosmologi utgår från en
uppsättning fysikaliska lagar som främst består av
allmänna relativitetsteorin samt partikelfysik.
Allmänna relativitetsteorin beskriver sambandet mellan
fördelningen av materia i universum, den resulterande
gravitationella växelverkan och universums
geometriska egenskaper. Partikelfysiken beskriver hur
materia och strålning växelverkar inbördes och med
varandra. Löser man de ekvationer som dessa
teorier består av får man en beskrivning av
universums utvecklingshistoria, som bland annat talar
om att universum expanderar, att det i början av
universum endast bildas väte och helium samt lite
litium etc. De exakta värdena på expansionstakt och
den exakt mängden väte relativt helium (och liknande
"konsekvenser") beror ofta på vilka värden man
väljer på olika parametrar. Till exempel så beror den
exakta expansionstaken hos universum på hur mycket
materia per kubikmeter det (i medeltal) antas finnas
i universum.
Hur avgör man då om teorin i grunddrag är korrekt? Om
man finner att teorin i grunddrag är korrekt, hur vet
man vilka värden på parametrarna som man måste stoppa
in i modellen? Det är här observationerna kommer in.
Vi måste helt enkelt kolla hur naturen faktiskt
uppför sig. Det är alltid naturen själv som bestämmer
om en teori är "bra" eller "dålig". En dålig teori
har helt enkelt inte förmåga att reproducera (efterlikna
eller härma) det vi ser i naturen. Sådana teorier kan
vi inte använda - de är värdelösa. En bra teori har
dock förmåga att i detalj härma det vi ser i naturen.
Än så länge verkar det som om kombinationen av
allmän relativitetsteori och partikelfysik passar
mycket bra för att beskriva det universum vi ser
omkring oss. Det är observationerna av rymden
(till exempel upptäckten av galaxernas expansion,
bakgrundsstrålningen, den relativa mängden väte och
helium i universum etc) som ger dessa teorier
"existensberättigande". Det råder en stor samstämmighet
mellan vad teorierna säger skall finnas, och vad vi
faktiskt ser i rymden.
Vi befinner oss nu i ett skede då det verkar vara ganska
uppenbart att allmänna relativitetsteorin och
partikelfysiken klarar av att beskriva universum.
Arbetet i dag handlar mycket om att försöka fastställa
värdet på diverse parametrar, så att vi vet exakt vilken
typ av universum vi bor i (de matematiska modellerna
ger som sagt utrymme för existensen av flera
olika "versioner" av universum, och vi måste klura ut
exakt vilken av dem som vi råkar bo i). Det kan till
exempel bestå i att försöka mäta sig till exakt hur
mycket materia per kubikmeter det finns i universum,
så att vi reproducerar rätt (dvs det observerade) värdet
på expansionstakten i våra modeller.
Efter denna bakgrund är vi färdiga att behandla din
egentliga fråga - de alternativa teorierna. En
alternativ teori är alltså en teori som INTE utgår från
allmänna relativitetsteorin + partikelfysiken, utan
försöker introducera nya teorier. Exempel på sådana
teorier är "steady state" teorin som utvecklades av
Bondi, Gold och Hoyle kort efter andra världskriget.
Bakgrunden var att kosmologiska observationer vid denna
tid inte var särskilt noggranna. Försökte man stoppa in
resultatet av astronomiska mätningar i den klassiska
big-bang-teorins ekvationer (dvs den där blandningen
av allmän relativitetsteori och partikelfysik) fick
man fram att universum bara skulle vara 1-2 miljarder
år gammal, vilket stod i strid med det faktum att
jorden var 4.6 miljarder år gammal! Bondi, Gold och
Hoyle försökte "fixa till" det här genom att införa
en ny fysikalisk model som i stora drag gick ut på
att materia "uppstod ur tomma intet" i långsam takt.
Med tiden har dock de astronomiska observationerna
blivit mycket bättre, och mätningar i dag visar att
universum måste vara ca 13.7 miljarder år gammalt
(alltså inte längre någon konflikt med jordens kända
ålder). Det var alltså inte big-bang-teorin som var
fel, utan värdet på de parametrar som man stoppade
in i modellen som var fel. Det "behövs" därför inte
några märkliga nya okända fenomen (som att
materia uppstår ur tomma intet) för att förklara
det universum vi ser i dag (dessutom har man aldrig i
något laboratorium kunnat observera den process som
Bondi, Gold och Hoyle ansåg nödvändig för att pusslet
skulle gå ihop). Steady-state-teorin har helt enkelt
förpassats på historiens soptipp, då den försökte
lösa ett problem som egentligen inte fanns, på ett
sätt som helt enkel inte fungerar.
Det finns andra alternativa teorier också, till exempel
Brans-Dicke teori, där man bytt ut Einsteins beskrivning
av gravitationen mot en alternativ beskrivning. Detta
ger också en alternativ beskrivning av hur universum
utvecklats. Dock har man genom mätningar av hur
kropparna i vårt solsystem rör sig kunnat fastställa
att Brans-Dicke beskrivningen av gravitation inte
kan vara riktig, och därmed faller även den alternativa
kosmologin.
I dagsläget ser det inte ut som att det finns någon
teori som på ett bättre sätt kan beskriva det vi ser
i universum än just "big bang teorin", som alltså är
en konsekvens av att tillämpa allmän relativitetsteori
och partikelfysik. Jag föreslår därför att du lägger
din energi främst på att försöka studera denna teori
i din uppsats.
/Björn |
Vilka föreningar (organiska och oorganiska) har man hittat mellan galaxer ute i rymden?
/ Åskar Andersson, 17 år från Kiruna
Hej Åskar,
Rymden mellan galaxerna är inte helt tom, utan
innehåller en mycket tunn och varm gas (tiotusentals
grader) - det intergalaktiska mediet (IGM). Denna gas
består nästan helt uteslutande av väte och
helium. Det finns spår av tyngre ämnen, som kol
och syre. IGM består främst av material som
"blivit" över när galaxerna bildades efter big bang,
men innehåller också material som lämnat galaxerna och
drivit ut i rymden mellan dem.
Rymden mellan stjärnorna INUTI en galax (till exempel
vår galax Vintergatan) är inte heller tom, utan
innehåller det interstellära mediet (ISM). Detta
ISM är tämligen rikt på diverse organiska och
oorganiska molekyler. Listan på molekyler som
identifierats i ISM är för lång för att jag ska
kunna skriva den här, men en bra sammanställning
finner du på följande hemsida:
http://www-691.gsfc.nasa.gov/cosmic.ice.lab/interstellar.htm
/Björn |
Skulle gärna veta den viktigaste (faktan) om big bang
/tack
/ Anonym från Anonym
Hej Anonym,
Detta är en alldeles för allmän fråga
för att jag ska kunna ge ett kort svar.
Jag föreslår att du går till biblioteket
och lånar en bok om grundläggande
astronomi, där du kommer att få en
mer ingående beskrivning än jag kan
skriva här.
/Björn |
Hej Björn!Jag undrar hur blev bigbang? FRÅN ROJIN!!!!!!!
/ Rojin Eluo, 9 år från Skyttorp
Hej Rojin,
Det var en bra fråga! Men oj vad svårt att
svara på! Jag ska försöka förklara.
Vi forskare jobbar på ett visst sätt. Först
gör vi en "teori" som ofta består av en
massa matematiska formler. Dessa formler
talar om för oss hur världen uppför sig.
Detta kan vi kontrollera genom att göra
mätningar. Om mätningarna stämmer med
vår teori, så "tror" vi på teorin. Till
exempel, vi har en teori om gravitation.
Denna teoris formler talar till exempel
om för oss hur snabbt en sten faller här
på jorden. Vi kan göra ett experiment med
en fallande sten, och stämmer våra mätningar
exakt med vad teorin förutsäger, så tror vi
på teorin.
Hur är det då med big bang? Åter igen så utgår
vi från fysikaliska teorier (i detta fall en
teori om gravitation som kallas för allmänna
relativitetsteorin) samt teorier för hur mycket
små partiklar uppför sig (så kallad partikelfysik).
Använder man dessa teorier förutsäger denna teori
en lång rad saker om världen.
En sak som teorin förutsäger, är att universum
uppstod för länge sedan, för 13.7 miljarder år
sedan för att vara exakt. Det har alltså inte
alltid funnits, utan bildades vid en viss tidpunkt.
Materien i universum (det som sedan skulle bli galaxer,
stjärnor och planeter) var då otroligt sammanpressat,
hela det universum vi ser i dag var då inte större
än ett gruskorn! Det var väldigt varmt också, mer
än 10 miljarder grader. Det är detta vi kallar
"big bang". Sedan denna tid har universum växt
i storlek, materien har glesnat, och universum
har blivit kallare.
Varför tror vi då på denna teori? Vi kan ju inte gå
tillbaka och kontrollera att universum verkligen
rymdes i ett gruskorn. Men teorien gör en del viktiga
förutsägelser som vi faktiskt kan kontrollera.
För det första: Teorin säger att universum måste
bestå av gasen väte till ca 75%, och att resten
måste utgöras nästan helt av gasen helium. Andra
ämnen, som kol, järn, guld, bly etc ska bara finnas
i väldigt små mängder. Går vi ut i naturen och
tittar efter, så visar det sig stämma.
För det andra: Teorien säger att universum måste
expandera, det vill säga att alla galaxer är
på väg bort ifrån varandra med hög hastighet.
Går vi ut i naturen och tittar efter, visar sig
även detta stämma.
För det tredje: Teorin säger att om big bang hände,
så ska vi ifrån alla riktningar i rymden se en
radiostrålning vid en viss våglängd. Denna våglängd
motsvarar exakt sådan strålning som ett föremål
sänder ut om det har en temperatur på exakt minus
270.5 grader. Observerar vi med radioteleskop så
ser vi faktiskt en sådan radiostrålning som kommer
emot oss ifrån alla riktningar!
För det fjärde: Teorin säger att universum ska vara
13.7 miljarder år gammalt. Om det är sant får vi
ju inte hitta stjärnor omkring sig som är äldre
än detta. Hittills har vi aldrig hittat stjärnor
vars ålder är så gamla, de är alla något yngre
än 13.7 miljarder år.
Här har du alltså de främsta skälen till att vi
tror på våra teorier om universum, om big bang.
Teorin säger dock inte vad som fanns före
big bang, eller hur big bang blev till. Den säger
bara på vilket sätt universum utvecklats sedan
big bang skedde.
/Björn
|
Har funderat på det här med svarta hål.
Om man utgår ifrån att de finns och att
det är stjärnor som kollapsat pga den stora
massan utvecklade gravitation,och att gravitationen är så stor att inte ens ljuset släpps ut.
Då tycker man ju att de även skall dra till sig rymdmaterial och kanske i en förlängning även andra himlakroppar etc.
Om det vore så,och om man bortser från tid,för den är ju obegränsad i rymdsammanhang. Nu till min fråga,,,,skulle det teoretiskt kunna förhålla sig så att de svarta hålen under miljarder år drar till sig allt större mängder rymdmaterial att detta skapar jättelika SV-HÅL med så oerhört gravitationstryck att det startar en kärnexplosition, en cyklistiskt återkommande big-bang som skulle vara skapare av allts pånyttfödelse och som håller igång all utvecklande och förändrande. Jag menar om det är så som det sägs att himlakroppar i rymden rör sig ut liksom från ett(big-bang) explositioscentrum åt alla håll.Så måste ju denna rörelse någon gång avstanna och kan då påverkas av sv-hålens starka gravitation så att himlakroppparna och även allt annat dras till dem på ett antal miljarder år,,,,,,kan de svarta hålen vara den motor som sköter om att big-bangEN återkommer med jämna mellanrum och håller i gång oändligheten i rymden,,för då skulle man ju kunna säga big-bangEN vara rymdens och världsalltets pulslslag som håller igång den eviga föränringen,som både avslutar och startar allting i all oändlighet. En sorts evigt jättelikt liv varav människan i jämförelse kanske är en periferiär biprodukt utan betydelse för slutprodukten och dess början alltså isåfall big-bang.
Jag kanske tänker helt åt skogen,men du som kan sådant här kan väl vara snäll och säga hur det i verkligheten förhåller sig.
Nu är det ju snart jul så jag önskar dig en jättetrevlig jul med tillbehör etc.
mvh Jocke
/ Jocke, 40 år från Essunga kommun
Hej Jocke,
Bilden av svarta hål som jättelika dammsugare är inte helt riktig. De svarta hålen "suger" inte objekt till sig, lika lite som vår egen sol suger till sig planeterna den har i omloppsbana runt sig. Ligger ett objekt, t.ex. en planet, i omloppsbana runt ett svart hål kommer den att ligga kvar där om rörelsen inte bromsas genom t.ex. kollisioner med andra objekt. Om jorden skulle bromsas i sin bana, skulle den gå i spiral in mot solen, där den till slut skulle slukas. Men så länge den inte bromsas ligger den kvar i sin bana. Då och då kommer dock stjärnor på kollisionskurs med ett svart hål och kan då slukas, så att det svarta hålet växer sig större.
I ett svart hål är trycket så stort att det inte längre finns några atomer. Redan en neutronstjärna är så kompakt att elektroner och protoner i atomerna har reagerat till neutroner. Så vi kan inte tala om några kärnreaktioner.
En annan missuppfattning är att big bang var en explosion någonstans i universum och att allt nu rör sig bort från den punkten, där explosionen ägde rum. Det var inte materien i universum som började expandera, utan själva universum. Innan big bang fanns inte det universum vi ser idag, inte ens tomrummet. Något "innan" big bang eller "utanför" universum finns inte, eftersom både tiden och rummet skapades vid big bang. Expansionen av universum har den egenskapen, att allt tycks avlägsna sig från dig, vilken punkt du än observerar från. Det är inte objekten i sig själva som rör sig, utan rymden som expanderar. Galaxerna kan jämföras med russin i en jäsande deg. Russinen ligger stilla på sin plats i degen, men när degen jäser avlägsnar sig russinen från varandra.
God fortsättning!
Hälsningar
Daniel |
|
Föregående sida
