Morgunblaðið - 25.06.1995, Page 19

MORGUNBLAÐIÐ
SUNNUDAGUR 25. JÚNÍ 1995 19
bandi við allar vangaveltur um fram-
tíð alheimsins.“
Horft aftur í tímann
Hvaða tímaskala erum við að tala
um? Einar skiptir þróuninni í tvennt,
í fortíð og framtíð. „Við vitum sem-
sagt ekkert hvað gerðist í sjálfum
Miklahvelli fyrir 15 milljörðum ára.
En fyrst í stað var efnið mjög heitt
og þétt frumgas. Fyrstu 300 þúsund
árin er það í plasmaástandi. Eftir það
var orðið nógu kalt til að atóm gæti
myndast. Þá kom fram efni í því formi
sem við þekkjum í dag, venjuleg atóm
með kjömum og rafeindum. Og úr
þessu efni urðu til fyrstu stjömumar.
Þar kviknaði á fyrstu stjömunni,
svona milljarði ára eftir Miklahvell.
Mér hefur alltaf þótt það ákaflega
heillandi tilhugsun."
Einar tekur fram að okkar sól
varð ekki til fyrr en löngu seinna,
þegar heimurinn var orðinn 10 sinn-
um eldri. Sólin var ekki í hópi fyrstu
stjarnanna. Það er vitað vegna þess
að jarðfræðingar og jarðeðlisfræð-
ingar hafa mælt aldur sólkerfísins.
Síðan komu fyrstu lífverurnar, sem
talið er að hafí verið fyrir um þrem-
ur milljörðum ára eða 12 milljörðum
ára eftir Miklahvell. Og hér erum
við. Á þessum tímaskala kemur lífið
fram tiltölulega seint. „Þetta er saga
sem við teljum okkur hafa talsverða
vissu fyrir að eitthvert vit sé í,“ seg-
ir Einar.„En það skiptir vemlegu
máli þegar talað er um svona stór-
brotna hluti að hafa í huga hvemig
þessi vitneskja er fengin.
Öll vinna í stjamvísindum er í því
fólgih áð afla með mælingum upplýs-
inga um veröldina eins og hún er í
dag og eins og hún var í fortíðinni.
Það stórkostlega er að við getum
horft aftur á bak í tímann, vegna
þess að ljósið, sem berst til okkar frá
íjarlægum stjömum og vetrarbraut-
um, kemur ekki strax heldur tekur
það tíma. Þannig að eftir því sem við
horfum lengra út í geiminn emm við
jafnframt að horfa lengra aftur á bak
í tíma. Ljósið frá Síríusi, sem er að
koma til okkar núna, hefur t.d. verið
tæp 9 ár á leiðinni. Þannig að við
sjáum hana í dag eins og hún var
fyrir tæpum 9 ámm. Næstu vetrar-
braut, Andromedustjömuþokuna,
sjáum við eins og hún var fyrir rúm-
um tveimur milljónum ára. Eftir því
sem við horfum lengra út í geiminn
sjáum við vetrarbrautir og stjömur á
þróunarstigi sem er æ fyrr í tíma.
Þannig sjáum við einnig að alheim-
urinn var þéttari áður fyrr. Við getum
séð næstum því allt aftur í sjálfan
Miklahvell, alveg sama í hvaða átt
horft er. Upphafið sjálft er þó auðvit-
að hulið sjónum okkar, því út við sjón-
deildarhring hins sýnilega heims er
efnið í formi ógagnsæs plasma."
Skeið kaldra hnatta
Snúum okkur þá að framtíðinni,
þessu erfiða viðfangsefni, eins og
Einar orðar það. Framtíðin fer eftir
því hvort við lifum í lokuðum heimi
eða ótakmörkuðum heimi. Möguleik-
amir em tveir, eins og sést á með-
fylgjandi línuriti. Leggjum upp frá
nútímanum og brátt verða ártölin
stjamfræðilega há.
„Frá sjónarhóli heimsfræðinnar er
næsti mikilvægi atburður í veraldar-
sögunni sá að sólkerfið í núverandi
mynd líður undir lok. Sólin okkar fer
að þenjast út eftir u.þ.b. 5 milljarða
ára og verður að rauðum risa. Síðan
losar hún sig við yfirborðslögin og
eftir situr glóandi heitur hvítur
dvergur, sem síðan kólnar á löngum
tíma. Sólin hættir að verma um-
hverfi sitt og er þá búin að eyða
a.m.k. innri reikistjömunum. Þá yrði
ólíft á yfirborði jarðar.
í veröldinni í dag em nýjar stjöm-
ur og ný sólkerfi sífellt að verða til
í geimnum. En að því kemur að i
heimi sem heldur áfram að þenjast
út að þessi stjömumyndun hættir
vegna efnisþurrðar. Þá myndast síð-
asta sólstjarnan, hún lifir sína ævi
og deyr. Þegar síðasta stjarnan deyr
rennur upp nýtt skeið í veraldarsög-
unni, sem ég kalla skeið kaldra
hnatta. Það er eftir svo gífurlega
langan tíma að varla er til orð yfir
svo háa tölu.
Sólin er lykillinn að öllu hér á jörð-
inni. Hún heldur öllu gangandi, ekki
bara okkur og öllu lífríkinu, heldur
líka öllu vatnakerfinu, öllu vindakerf-
inu, sólin knýr allt og gefur okkur
lífið og ylinn. Þegar hún deyr, deyr
allt. Allt verður kalt. Því tala ég um
skeið kaldra hnatta. Það sem er eft-
ir em þá kulnaðar sólir og kaldar
reikistjömur. Þessar kulnuðu sólir
hafa nöfn, því við vitum hvemig þær
enda. Sumar þeirra, þar á meðal
okkar sól, verða hvítir dvergar, sem
verða að svörtum þegar þeir em
orðnir kaldir. Aðrar enda sem nif-
teindarstjömur eða svarthol. Eðlis-
fræðin hefur sagt okkur að allar
stjömur endi í einum af þessum
þremur flokkum. Sú niðurstaða er
eitt mesta afrek stjameðlisfræðinnar
og er eitt af því sem menn hafa ver-
ið að fá nóbelsverðlaun fyrir. Auk
þessara kulstjarna og kaldra reiki-
stjarna verða einnig til staðar smá-
stirni, geimryk, gas og öreindir.
Hvemig framtíðarþróun þessara
fyrirbæra verður er háð óvissum þátt-
um í eiginleikum öreinda. En án tillits
til slíkra smáatriða verður ekki hjá því
komist að eftiið þynnist stöðugt og
kólni. Fjarlæg framtíð í slíkum heimi
er því mjög köld. Því miður virðist
heimsmynd vísindanna vera að segja
okkur að lífið í þeirri mynd sem við
þekkjum deyi væntanlega út í flar-
lægri framtíð. Við vitum ekki meira.
Þetta er nöturleg framtíð og rnyrk."
Framtíð í lokuðum heimi
Hin framtíðin, sem kemur til
greina, er allt öðruvísi. Hún er heit
og þétt. En hún er líka tortímandi.
Það er hinn lokaði heimur, sem
dregst saman í Miklahrun. Ef þessi
samdráttur hefst meðan enn eru til
stjömur kemur að því að vetrarbraut-
imar renna saman. Nú eru milljónir
ljósára milli vetrarbrauta. En við
samdráttinn mundu þær snertast,
sem þýðir að geimurinn yrði ein sam-
felld stjömumergð.
Áður en stjörnumar fara að rek-
ast á, þá er kaldi örbylgjukliðurinn,
sem við vomm að tala um áðan, orð-
inn heitur. Hann er í dag mínus 270
gráður á Celcius, næstum því við
alkul. Um það bil 100 þúsund ámm
fyrir Miklahmn er þessi sakleysislegi
örbylgjukliður orðinn jafnheitur og
stjömumar. Þá er ástand alheimsins
eins og inni í glóandi ofni og sólimar
fara að gleypa í sig orku frá umhverf-
inu, draga til sín ljós í stað þess að
senda það frá sér. Þetta endar með
því að þær springa. Síðustu 100
þúsund árin mundi því ríkja rosalegt
ástand í veröldinni. Sjóðandi heitt
plasmað verður sífellt heitara og
heitara og æ þéttara og hrynur að
lokum saman í einum punkti í Mikla-
hmni. í vissum skilningi er þetta
eins og viðsnúinn Miklihvellur.
Við höfum nú farið í gegnum alla
alheimssöguna og þessa tvo mögu-
leika á framhaldi, samkvæmt heims-
mynd nútímans. Þetta er sú þróunar-
saga sem nútímavísindi gefa okkur.
Fæðist nýr heimur?
„Þessi kenning getur þó alls ekki
sagt neitt um það hvað raunvemlega
gerðist í Miklahvelli eða hvað muni
gerast í Miklahmni, þvi þá em að-
stæður svo rosalegar að nútímakenn-
ingar eðlisfræðinga um eiginleika efn-
isins ráða ekki við að skýra það
ástand. Það hefur hins vegar ekki
stöðvað menn í að vera með alls kon-
ar vangaveltur. Þeirra frægastur er
Stephen W. Hawking og fleiri koma
einnig við sögu. Þessir menn em að
reyna að búa til nýja kenningu, sem
hefur hlotið nafnið þyngdarskammta-
fræði þótt hún sé ekki ennþá til. Þeir
em að sameina afstæðiskenningu
Einsteins, sem fjallar um þyngdarafl-
ið, og skammtafræðina, sem lýsir
hegðun öreinda og kröftum milli
þeirra. Hawking og fleiri hafa við
þetta komið fram með mjög skemmti-
legar hugmyndir. Þetta er það sem
ég kalla villtar vangaveltur. En það
em stórkostlegar hugmyndir.
Ein af niðurstöðum skammtafræð-
innar segir að í tómarúminu sé stöð-
ugt að myndast efni og eyðast aft-
ur. Viss líkindi em fyrir því að í
mjög skamman tíma geti myndast
mikið efnismagn. Þetta gerist ekki
daglega, en í heimi sem verður mjög
gamall gæti þetta gerst einstöku
sinnum. Og ef þetta gerðist gæti
hugsanlega myndast svarthol eða
jafnvel ormagöng. Efnið sem mynd-
aði slík ormagöng færi þá að lifa
sjálfstæðu lífi og þenjast út. Og
gæti jafnvel myndað nýjan heim, sem
hefði tilvem fyrir utan okkar veröld.
Þetta er það sem á ensku hefur kall-
að Baby Universe, Nýfædd veröld.
Þegar slíkur heimur hefur einu sinni
orðið til fer hann í gegnum sína þró-
unarsögu. Hann gæti svo kannski
fætt af sér annan heim. Þá má ganga
svo langt að hugsa sér að þetta sé
eilíft ástand. Nýir heimar séu sífellt
að verða til og eyðast, þannig að
allt þetta tal um upphaf og endi
heimsins snýst upp í það að okkar
heimur sé bara bóla í alheiminum
og svo séu einhveijir aðrir heimar
þar fyrir utan, sem em að þenjast
út eða dragast saman óháð hvað er
að gerast í okkar heimi.
Þessa sögu er auðvitað ekki hægt
að selja dýrara en hún er keypt.
Þetta sem ég kalla villtar vangaveld-
ur er viðbót, þær byggjast ekki á
afstæðiskenningunni, heldur á þess-
um draumi um þyngdarskammta-
fræðina. Reynslan ein á eftir að leiða
í ljós hvort eitthvert vit er í þessu.
En sé maður einu sinni farinn að
hugsa svona, vaknar sú spuming
hvort okkar eigin veröld hafi kannski
orðið til með þessum hætti."
Kennir stjarnvísindi við HÍ
Viðmælandinn Einar H. Guð-
mundsson er doktor í stjameðlisfræði
frá Háskólanum í Kaupmannahöfn.
Hann varð sérfræðingur á eðlisfræði-
stofu Raunvísindastofnunar 1982 og
var skipaður dósent í stjameðlisfræði
við eðlisfræðiskor HÍ 1991, fyrsti
skipaði kennarinn í stjamvísindum við
Háskólann. En stjömufræði er hluti
af eðlisfræðinámi og almennu námi
í raunvisindadeild.
Einar kveðst líta á það sem sitt
hlutverk að byggja þessa fræðigrein
upp hér við Háskólann, en það gerist
ekki með neinum látum. Það er varla
ofmælt. Stefnt er að því að taka í
notkun stjömusjónauka til kennslu
og þjálfunar við Háskólann í haust.
Hann er þó of lítill til vísindarann-
sókna. En draumurinn er að fá að-
gang að fullkomnum sjónauka úti í
löndum og hafa íslenskir stjamvís-
indamenn lagt gífurlega vinnu í að
útvega fé til að ísland gerist aðili
að Norræna sjónaukanum á La
Palma. Það hefur reynst torvelt.
Ekki vildi Einar neitt segja um horf-
ur á þessu stigi, kvað þær væntan-
lega skýrast með haustinu.
Þótt stjömufræði sé elsta visinda-
grein í heimi, er víst óhætt að segja
að hún sé að slíta bamsskónum hér
á landi. En áhugann vantar ekki.
SUMARÚTSALAN
HEFST Á MORQUA
v/Laugalæk - SÍMI 553 3755