The Big Bang
Plutselig ble de fire naturkreftene skilt fra hverandre, og oppstod som selvstendige krefter. Dette skjedde på brøkdelen av et sekund. Denne handlingen fikk navnet Big Bang, og det store smellet var universets fødsel.
Parallelt med eksplosjonen ble universet mange hundre milliarder ganger større. Når selve smellet inntraff var temperaturen ufattelig høy. En mengde fotoner (lyspartikler) ble slynget ut. Som en følge av den høye temperaturen og trykket ble mange fotoner presset sammen til protoner, nøytroner og elektroner – atomenes byggeklosser. I universets første sekund falt temperaturen fra en trillion grader ned til ti milliarder grader. Etter tre minutter var gradene falt til en milliard grader.
Nå startet protoner og nøytroner å presse seg sammen til den første atomkjernen. De største deler av universet var enda bare en suppe av svært varme elementærpartikler.
Etter 300000 år hadde temperaturen falt til 3000 grader og nå kunne atomkjernene og de frittsvevende elektronene finne sammen og danne de første hydrogen og heliumatomene kunne dannes. Med dette ble universet gjennomsiktig!
Helt siden tidenes morgen har universet utvidet seg. Fra å være et lite punkt i et stort ingenting har universet blitt enormt, og kanskje uendelig!
Reisen har begynt
Så lenge det har vært mennesker på jorda, har vi sett opp mot månen, solen og stjernene og undret oss over hva som finnes der ute. Vi har fått noen gode svar, men vi har fremdeles mange spørsmål igjen. Siden den første månelandingen i 1969 har vår nysgjerrighet på rommet vært formidabel. Søken og trangen etter det ukjente.
Stjerner
Stjerner er store kuler av gass som frigir energi som produseres av kjernereaksjoner inne i kjernene deres. De fleste stjernene ligner solen, men med de store avstandene er de bare lysende prikker på himmelen for oss. Ved å studere ulike stjerner har astronomene klart å danne seg et bilde av hvordan stjernene endrer seg over tid, og slik forstå mer om solens fortid og dens sannsynlige fremtid.
Cepheidevariable stjerner
Det finnes en hel del forskjellige typer stjerner som har en lysstyrke som varierer med tiden. Den viktigste typen er nok de man kaller for Cepheide-variable stjerner. De er oppkalt etter stjernen d-Cepheii, som nettopp er en Cepheidevariabel stjerne.
Lysstyrken i en Cepheidevariabel stjerne varierer med en bestemt periode. Denne perioden henger nøye sammen med hvor klar stjernen er. Det vil si, hvis man kan måle perioden av en Cepheide variabel stjerne (og det er relativt enkelt, periodene ligger mellom et par dager og noen måneder), kan man få vite hvor klar den er. Vet man det, kan man regne seg frem til hvor langt vekk stjernen er. Derfor er Cepheidevariable stjerner et uvurderlig redskap for astronomene når de skal bestemme avstander i Universet.
Stjernene dannes i tåker (enorme skyer av gass og støv, ca 200 000 milliarder km i diameter) i en prosess som fortsatt foregår. På grunn av sin egen tyngdekraft trekkes tåken mer og mer sammen, og danner en stjernekime som kalles en
protostjerne (ca 100 millioner km i diameter). Til slutt blir tettheten og temperaturen i sentrum av protostjernen så høy at kjernereaksjoner settes i gang. Den kommende stjernen "slår på" seg selv, og blir en ekte lysende og varm stjerne. På dette stadiet er stjernen i hovedserien (ca 1 million km i diameter). Hvor lenge den holder seg slik avhenger av stjernens masse. Etter dette stadiet har stjernen to veier å gå.
Rød superkjempe
Dette er en massiv stjerne, Den har over 10 ganger solens masse, og har ytre lag som ekspanderes og avkjøles. Diameteren kan være mer enn 150 millioner km. Til slutt kollapser stjernen og forårsaker med dette en enorm eksplosjon som blir kalt en
supernova. I noen uker skinner nå supernovaen like sterkt som en hel galakse. De ytre lagene blir spredt i rommet, mens kjernens skjebne avhenger av dens masse. Har kjernen relativt liten masse, blir den trykket sammen til en veldig liten supertett nøytronstjerne (ca 15 km i diameter). Har kjernen mer enn ca 2 ganger Solens, vil dens egen tyngdekraft gjøre at den blir enda mindre, og den blir da til slutt et såkalt
svart hull (ca 50 km i diameter).
Rød kjempe
Dette er en stjerne med liten masse, ca like stor som solens. Diameteren kan være opptil 150 millioner km. Disse stjernene får en roligere død enn det svart hull er, et område i rommet hvor unnslipningshastigheten er større enn lyshastigheten i vakuum (hver planet har en egen unnslipningshastighet, avhengig av planetens masse og gravitasjonsfelt).
Svarte hull ble første gang nevnt av Albert Einstein i hans relativitetsteori, men den gang var de bare en eksotisk teori som ikke lot seg bekrefte gjennom observasjon. Nå har forskerne imidlertid oppdaget at disse hullene virkelig eksisterer i sentrum av nærmest hver eneste galakse i universet. Der suger de til seg gass og stjernemasse med enorme krefter.
Nye observasjoner som er gjort med det amerikanske Hubble-romteleskopet har oppdaget "himmelens fingeravtrykk" etter tre svarte hull. Ett av dem inneholder en halv milliard ganger mer masse enn sola. Forskerne mener også at 14 av 15 andre galakser også har svarte hull.
De sorte hullene er muligens de kraftigste energisamlinger i universet. De dannes når masse samler seg på et enkelt sted, ofte når en stjerne faller fra hverandre. Dette punktet trekker til seg mer og mer masse og blir så tett at ingenting kan slippe ut, ikke engang lys. Det blir svart og kan ikke lenger sees, og alt som blir fanget opp i dets sentrum fjernes for alltid fra resten av universet. For å finne beviser for svarte hull har astronomene analysert stjernenes bevegelser i galakser som ligger 50 millioner lysår borte fra jorda. Stjernenes bevegelighet viste at de styres av en kraftig gravitetskraft.
Tyngdekraften i et svart hull er så sterk at hele stjerner i nærheten trekker mot hullet i en spiralbevegelse. Gassen svirrer rundt senteret i en slik fart at den kommer opp til millioner av grader, temperaturer som er ukjent noe annet sted.
I fysikken er det et fenomen som kalles
Doppler-effekten. Den går ut på at når et objekt lager en lyd og flytter seg mot deg, vil frekvensen til lyden virke høyere og høyere. Når det samme objektet flytter seg fra deg virker det som frekvensen blir lavere.
Dopplereffekten er tydelig når du hører et tog passere.
Forskyvinger
I tilfellet ved svarte hull er det fenomener som blir kalt rød forskyvning og blå forskyvning. Dette er akkurat som Dopplereffekten, bare at det skjer med lys i stedet for lyd. Når et svart hull, som gir fra seg infrarødt lys, flytter seg mot deg, virker det som lyset har en høyerefrekvens og noen ganger flytter det seg innenfor synlig lysspektrum innenfor det røde feltet.
Dette kalles "blue shift". Det svarte hullet kan nå sees med et veldig kraftig lysteleskop.
Det samme skjer med objekter som flytter seg fra deg. Hvis et svart hull flytter seg fra deg og og stråler ut røntgenstråler vil det virke som lyset får en lavere frekvens, og noen ganger kan det flytte seg innenfor det synlige lysspektrumet i det blå feltet.
Dette kalles "red shift". I følge teoriene finnes det tre forskjellige typer svarte hull i universet rundt oss. De har vidt forskjellig masse og er oppstått på hver sin karakteristiske måte. De eldste er til og med like gamle som universet selv.
I teorien kan alle legemer bli til svarte hull - det er et spørsmål om å få presset dem så mye sammen at de bryter sammen under sitt eget gravitasjonsfelt.
Men i praksis er det bare stjerner med en masse betydelig større enn solens som risikerer å ende livet på denne måten. Hvis det likevel skulle skje med jorden, ville det føre till at all klodens masse ble samlet i et område på under 4 cm3!
Gravitasjonsfeltet nær et svart hull er så voldsomt at både tid og rom blir forvrengt til det absurde. Sett utenfra går for eksempel tiden stadig langsommere om bord på et romskip som nærmer seg et svart hull. Samtidig ser romskipet også ut til å bli flatere, inntil det til slutt går helt i stå og henger som en tynn hinne uendelig nær den kuleformede horisonten som markerer grensen til det svarte hullet. Om bord på romskipet føles derimot alt normalt - helt til fartøyet blir knust inne i hullet.
Kilde: Kine Krogh, Norsk Romsenter, informasjon om bildet fra Saturn med flere.
