Alþýðublaðið - 19.09.1990, Síða 5

Miðvikudagur 19. sept. 1990
MENNING
5
STÓRASPRENGJA
Annað tímabil: Á öðru tímabili
sem hefst eftir að einn hundrað-
asti úr sekúndu er liðinn og stend-
ur yfir aðeins einn tíunda hluta úr
sekúndu, er alheimurinn orðinn
aðeins fjögur ljósár að ummáli,
sem er ekki mikið þegar haft er í
huga að nú er alheimurinn talinn
125.000.000.000 ljósár. Samt er
um sama efnismagn að ræða þá
og nú. Það þýðir að hann er um
það bil 3,8 þúsund milljón sinnum
þéttari og þyngri en vatn við nú-
verandi aðstæður á jörðinni.
Engir atómkjarnar___________
Alheimurinn þenst á þessu tíma-
bili mjög ört út en það þýðir að bil-
in milli efnisagnanna stækka í
réttu hlutfalli við útþensluna. Og
hann kólnar lika í réttu hlutfalli
við þessa útþenslu. Á þessu tíma-
bili er hitinn kominn niður í 100
þúsund milljón gráður eða 10 í
ellefta veldi á kelvínmæli. Við
þennan hita getur atóm ekki
myndast. Atómkjarni getur að
vísu myndast en hann splundrast
aftur á svipstundu. Róteindir og
nifteindir eru því til en aðeins ein
á móti þúsund milljón Ijóseindum
og eindum sem hegða sér eins og
geislaskammtar. Og róteindir og
nifteindir breytast mjög ört, rót-
eind í nifteind og nifteind í róteind.
En varanlegir atómkjarnar eru
enn engir til.
Þriðja tímabil: Nú eru liðnar
0,12 sekúndur frá upphafi heims-
ins. Hitinn hefur fallið niður í
30.000 milljón gráður. Heimurinn
hefur að sjálfsögðu þanist út og
þéttleikinn minnkað niður í að
vera 30 milljón sinnum meiri en
þéttleiki vatns. Heimurinn er í
hitajafnvægi og mestmegnis geisl-
un. En hér gerast mikilvægar
breytingar, þróun sem stefnir í átt
til myndunar fyrsta varanlega
atómkjarnans. Fyrir þetta tímabil
var til jafnmikið af róteindum og
nifteindum. Nú breytist þetta hlut-
fall þannig að nifteindir verða 38
af hundraði en róteindir 62 af
hundraði.
Heimurinn stækkar með
ógnarhraða
Fjórða tímabil: Á fjórða tíma-
bili er hitinn fallin niður í
10.000.000.000 gráður eða 10 í
tíunda veldi á kelvínmæli. Og það
er liðin 1,1 sekúnda frá upphafi
sköpunarinnar. Heimurinn breyt-
ist stöðugt og verður flóknari.
Léttustu efnisagnirnar, neftrinur
og fiseindir, fara að hverfa. Al-
heimurinn hefur nú þanist það
mikið út og kólnað að þessar efnis-
agnir eða geislaskammtar fara að
ganga út úr því hitajafnvægi sem
hefur verið algilt fram að þessu.
Og þær koma ekki lengur við sögu
nema hvað orka þeirra heldur
auðvitað áfram að vera hluti af al-
heimsorkunni. Þær fara að hegða
sér eins og frjálsar einingar og eru
ekki lengur í þessu hitajafnvægi
með rafeindum, pósitrónum og
ljóseindum. Rafeindum og pósi-
trónum fer fækkandi. Minnkandi
hiti veldur því að þær eyðast hrað-
ar en þeim fjölgar með árekstrum
ljóseinda eða geislaskammta. Rót-
eindir og nifteindir eru ekki enn
farnar að mynda varanlega atóm-
kjarna, en hlutföllin eru alltaf að
breytast í rétta átt. Nú eru nifteind-
ir orðnar aðeins 24 af hundraði en
róteindir 76. Heimurinn stækkar
með ógnarhraða og þéttleikinn er
nú aðeins 380.000 sinnum þéttari
en vatn. Eðlilegt er að menn
spyrji: Hvernig geta menn sett
fram þessar afdráttarlausu fullyrð-
ingar? Enginn hefur séð þetta ger-
ast! En þetta er allt eitt og sama
reikningsdæmið þar sem gefnar
eru þekktar stærðir, þótt auðvitað
vanti nákvæmari og fleiri upplýs-
ingar. Sé dæmið í grundvallar-
atriðum rangt fellur stærðfræði
Einsteins. Og stærðfræðin túlkar
hér eingöngu mælanlegar stað-
reyndir.
Kælingu alheimsins
seinkar
Fimmta tímabil: Nú eru liðnar
13,83 sekúndur frá upphafi heims-
ins og hitinn er 3000 milljónir
gráða, 3x10 í níunda veldi K. Nú
ætti að fara að styttast í það að
nifteindir og róteindir myndi var-
anlegan atómkjarna í fyrsta skipti
og að grundvöllur sé lagður undir
það sem við köllum efni. En að
þessu er þó enn ekki komið. Heim-
urinn er orðinn nógu kaldur til að
atómkjarni venjulegs helíums,
He3, gæti myndast. Hann þolir
mjög mikinn hita án þess að leys-
ast upp. En hann getur ekki mynd-
ast án trítíum atómkjarna, eða
kjarna úr helium þrír. Þessir atóm-
kjarnar þola miklu minni hita og
springa við 3x10 í níunda veldi K.
Þyngri atómkjarnar geta þess
vegna ekki orðið varanlegir. Trítí-
um, eða þrívetni, er þyngsta teg-
und vetnis, H3. í atómkjarna þess
er ein róteind og tvær nifteindir.
Helíum þrír hefur hins vegar
atómkjarna sem í eru tvær rót-
eindir og ein nifteind.
Á fimmta tímabilinu verða þær
breytingar helstar að rafeindir og
pósítrónur sem verið hafa helstu
einingar alheimsins fram að þessu
víkja nú mjög ört og við það seink-
ar nokkuð kælingu heimsins. Þeg-
ar talað er um hita frá þessari
stundu er átt við hita ljóseind-
anna. Hlutfallið milli róteinda og
nifteinda er enn að breytast. Nift-
eindir eru nú orðnar 17 af hundr-
aði en róteindir 83.
Atóiwkjarnar__________________
verða til
Sjötta tímabil: Það hefur gerst!
Stóra stundin er runnin upp. Hinir
fyrstu varanlegu atómkjarnar hafa
orðið til. Grundvöllur efnisins í
okkar merkingu orðsins hefur ver-
ið lagður. Þrjár mínútur og tvær
sekúndur eru liðnar. Hitinn er
kominn niður í þúsund milljón
gráður, 10 í níunda veldi K. Hann
er ekki nema sjötíu sinnum meiri
en hitinn í miðju sólarinnar nú.
Rafeindir og pósítrónur eru að
mestu horfnar, en helstu einingar
heimsins eru áfram Ijóseindir,
neftrínur og andneftrínur.
Og stuttu eftir upphaf þessa
tímabils eru hinu þýðingarmikla
takmarki náð. Alheimurinn er
orðinn nógu kaldur til að róteind
og nifteind geti myndað atóm-
kjarna þungs vetnis, sem nefnist
tvivetni. Þessi þungi vetniskjarni
getur síðan rekist á róteind eða
nifteind og myndað annað hvort
atómkjarna helíum3 (He3) eða
atómkjarna þyngsta vetnis sem
kallað er trítíum (H3).
Loks getur helíum þrír rekist á
nifteind og myndað atómkjarna
venjulegs helíums (He.,). Og það
getur líka myndast með því að
trítíum atómkjarni rekist á rót-
eind, því að í atómkjarna venju-
legs heliums eru tvær róteindir og
tvær nifteindir.
Og nú er kominn fram varanleg-
ur atómkjarni í tvö fyrstu frumefn-
in, vetni og helíum. Þegar atóm-
kjarnar fara að myndast hverfa
svo til allar nifteindir sem eftir eru
(um 13%) inn í atómkjarna helí-
ums. Og þær eru um helmingur
þess þunga sem er í helium. Ef
þessi útreikningur er réttur þá ætti
helíum að vera um 26% af því efni
sem er í okkar þekkta alheimi.
Rannsóknir og mælingar hafa
sýnt að helíum er örlítið meira. En
það þýðir aðeins að sá tími þegar
varanlegir atómkjarnar fara að
myndast hefur byrjað örlitlu fyrr,
Gunnar Dal segir að kenningin um stórusprengju sé eitt sjónarhorn af mörgum og lætur mörgum
spurningum ósvarað: „Hvað var á undan stórusprengju? Hvað verður eftir þegar þessi alheimur iíður
undir lok? Hvar er upphaf vitundarinnar?" spyr greinarhöfundur.
eða þegar nifteindir voru 14 af
hundraði á móti 86 af róteindum.
Vetrarbrautir og sólir eru síðar
myndaðar úr þessum tveimur
fyrstu frumefnum, vetni og helí-
um, í hlutföllunum 22—28 af
hundraði helium, hitt er vetni.
Rannsóknir og mælingar
margra vísindamanna á ólikum
stöðum hafa staðfest þetta og þær
eru i góðu samræmi við það sem
höfundar þessarar heimsmyndar
höfðu áður reiknað út. Þetta
ásamt mælingunum á leifum
stórusprengju, sem einnig voru
reiknaðar út áður en farið var að
mæla þær, þykja svo sterk rök að
flestir telja þessa heimsmynd sem
hér hefur verið lýst ekki kenningu
heldur vísindi, mælanlegar stað-
reyndir túlkaðar með stærðfræði.
Hvildardagur__________________
Sjöunda tímabilið: Þetta tima-
bil er annars eðlis en hin sex. Það
er eins og í sköpunarsögunni eins
konar hvíldardagur. Gífurleg sköp-
un hefur farið fram á aðeins þrem-
ur mínútum. Næstu sjö hundruð
þúsund árin gerist tiltölulega litið,
en í lok þessa tímabils verða fyrstu
atómin til.
Heimurinn heldur auðvitað
áfram að þenjast út og kólna. Og
eftir sjö hundruð þúsund ár er
heimurinn orðinn nógu kaldur til
að rafeindir og atómkjarni geti
sameinast og myndað varanlegt
atóm. Ljóseindir skilja við „efnið"
en það er skilyrði þess að atóm
geti myndast. Þegar 34 mínútur
og 40 sekúndur eru liðnar frá upp-
hafi heimsins er hitinn 300 milljón
gráður eða 3x10 í níunda veldi K.
Þessi heimur er enn gjörólíkur
þeim sem við lifum í. Nú er hitinn
kominn niður i um það bil 3 gráð-
ur á kelvínmæli. En á þrítugustu
og fimmtu mínútu er heimsorkan
69 af hundraði í formi Ijóseininga
og 31 hundraðshluti neftrínur og
andneftrínur. Róteindir og nift-
eindir eru orðnar fastur atóm-
kjarni, nifteindir í helíumkjarna
og róteindir í vetniskjarna.
Nu hefst samningafundur atóm-
kjarna og rafeinda sem stendur i
sjö hundruðu þúsund ár og lýkur
með sameiningu og atómið verð-
ur til. Og þar með er grundvöllur
efnisheimsins lagður. Þetta er svar
vísindanna við spurningunni:
Hvað var fyrst? Eins og fyrr segir
fjallar þessi heimsmynd aðeins um
mælanlegar staðreyndir. Og í því
felst gildi hennar. í fyrsta sinn
kemur hér fram heimsmynd sem
byggist hvorki á trúarlegum né
heimspekilegum forsendum. En
hún er aðeins eitt sjónarhorn af
mörgum. Og hún lætur mörgum
spurningum ósvarað. Hvað var á
undan stórusprengju? Hvað verð-
ur eftir að þessi alheimur líður
undir lok? Hvar er upphaf vitund-
arinnar? getur steindauð efna-
blanda 1.000.000.000.000.000.
000.000.000.000.000 gráða heit
fætt af sér vitund? Og líf? Og vit til
að skynja þetta allt, og skrá 12—18
þúsund ármilljóna sögu heimsins?
Erum við komin frá þessu einfalda
upphafi? Eða felast í því víddir
sem við enn ekki þekkjum?
(Fyrri greirt Gunnars Dal um slóru-
sprengju birtist í Alþýdublaöinu föstu-
daginn 14. september sl.)
Síðari hluti
Gífurleg sköpun
alheimsins fór fram á
aöeins þreniur mínútum,
segir Gunnar Dal
heimspekingur og
rithöfundur í sídari grein
sinni um stórusprengju;
kenninguna um
heimsmyndina sem
byggist hvorki á
trúarlegum né
heimspekilegum
forsendum.