Skapelse ur intet?

2004-02-12 09:53  
Kvant-fluktua-tioner?
För några år sen deltog jag i en konferens i Washington med titeln "Cosmic Questions". En rad av USAs främsta fysiker och kosmologer diskuterade de senaste rönen, och vad de hade för implikationer på vår världsbild. En fråga som tilldrog sig stort intresse var om det fanns en plats för Gud i den nya fysiken.

- Nej, svarade fysikern och nobelpristagaren Stephen Weinberg kategoriskt.

- Jo, svarade den före detta fysikern och numera anglikanske prästen John Polkinghorne, och menade att skapelsen av universum utan Gud som yttersta orsak vore otänkbar.

- Nja, det finns faktiskt något sådant som en gratis lunch, sa kosmologen Alan Guth. Allt tyder på att universum skapades av sig självt ur ingenting.

I fysikens barndom, under antiken, antogs att det inte existerade något tomrum i världen. Universum definierades av sin materia. Hur skulle ljus eller andra krafter kunna fortplanta sig genom ett tomrum, utan ett medium? Vågor i en damm kan inte fortplanta sig om man tar bort vattnet. Man föreställde sig att världsalltet genomströmmades av ett mystiskt medium man kallade etern. Eller kvintessensen, det femte elementet.

Så visade Michelsons och Morleys berömda experiment 1887 att ingen eter fanns, och Einstein kunde bygga sin speciella relativitetsteori på ljushastighetens konstans. Men nu, hundra år senare, är något eterliknande tillbaka på fysikernas dagordning, fast nu under namnet "vacuumfältet".

Tomrummet är inte alldeles tomt. Det innehåller energi i form av det så kallade vacuumfältet, som får virtuella elementarpartiklar att poppa upp och försvinna som stim av hoppande flygfisk. Partikelpar materialiseras genom tillfälliga lån av energi från vacuumfältet, för att sedan snabbt försvinna och betala tillbaka sin skuld. Detta låter som en vild hypotes, men det kan faktiskt experimentellt visas att virtuella partiklar deltar i växelverkan mellan elementarpartiklar. Tomrummet deltar alltså i de fysikaliska processerna.

Alan Guth och Andrej Linde, inflationsivrare.
Foto Kaianders Sempler
Tomrummet är inte heller stabilt, säger kosmologerna Alan Guth och Andrej Linde. Fluktuationer i tomrummets energifält kan plötsligt få rymden att expandera med rasande fart, ungefär som när en krockkudde blåses upp. Anledningen till detta är att fältet är instabilt, ungefär som en penna som man försöker ställa på sin spets - minsta knuff och den faller. När fältet på detta sätt faller till en ny jämviktsnivå frigörs stora mängder energi. Det är denna energi som får rumsdimensionerna att expandera till enorma dimensioner. Efter denna så kallade inflationsfas övergår universum till att expandera i lugnare tempo, och efter en tid kommer elementarpartiklar som med tiden ska bli materia att kondenseras. Kvantfluktuationer från epoken före inflationen har redan gett den grynighet som gör att materia kan koncentreras och bilda galaxer och stjärnor.

Detta är scenariot till skapelsen ur intet, creatio ex nihilo, som inte behöver vare sig Gud eller andra metafysiska förklaringar för att ske. Allt sköter sig självt, och i själva verket är vårt universum dessutom bara ett i en skummande häxbrygd av bubblor, var och en ett eget universum.

Att världsalltet expanderar vet vi sedan Edwin Hubble visade rödförskjutningen hos fjärran galaxer på 1920-talet. Länge undrade man om gravitationen från massan i universum till slut skulle få expansionen att upphöra och vändas till kontraktion. Skulle allt slutligen störta samman till en enda punkt? Men nej, alla undersökningar har tytt på att expansionen kommer att fortsätta för evigt, och det har dessutom visat sig att expansionen accelererar. Det förefaller som om det finns en "mörk" kraft som är motverkad gravitationen, en kraft som tvingar isär galaxerna och till skillnad från gravitationen inte utgår från materien utan från själva tomrummet, från vacuumfältet.

Fysikernas tankar om kosmos innersta grunder blir allt fler och och allt mer intrikata, samtidigt som det inte längre finns tekniska eller ekonomiska möjligheter att med experiment bekräfta eller vederlägga teorierna. Är materien ytterst uppbyggd av vibrerande supersträngar i tio dimensioner? Eller kanske elva? Finns en uppsjö hittills oupptäckta supersymmetriska partiklar?

Situationen börjar likna den som medeltidens kristna skolastiker befann sig i när de debatterade hur många änglar som kunde dansa på ett knappnålshuvud. Kanske dyker det med tiden upp en ny Einstein som förmår att med några enkla genidrag skapa ordning. Såvida det inte förhåller sig så som författaren Douglas Adams skriver i sin berömda bok "Restaurangen vid världens ände":

"Det finns en teori som går ut på att om någon kommer underfund med exakt vad universum är och varför det är, så kommer det omedelbart att försvinna och ersättas av något annat. Det finns en annan teori som säger att detta redan hänt."

Stjärnor och äpplen som faller
av Ulf Danielsson, Bonniers 2003,
344 sidor, pris 230 kronor.

Vill man veta mer om sådana här saker kan man med fördel läsa uppsalafysikern Jan Danielssons utmärkta bok "Stjärnor och äpplen som faller", en bok som spänner över människans syn på universum från forntiden fram till våra dagar. Här får vi inte bara följa utvecklingen och möta vetenskapshistoriens giganter, utan också träffa en hel del poeter och filosofer.

Boken innehåller inte en enda matematisk formel, vilket kan kännas betryggande för humanistiska läsare (Ulf höll för några år sedan en uppmärksammad kurs med titeln "Fysik för poeter" vid Uppsala universitet). Å andra sidan finns varken illustrationer eller register heller, vilket ibland känns bekymmersamt.



Ulf Danielsson, poetisk stjärnförfattare.
Foto Kaianders Sempler

Kaianders Sempler

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Debatt