Morgunblašiš


Sunnudagur 25. jśnķ 1995. (Sunnudagsblaš )

Upphaf og endir alheims

Kenningin um Miklahvell er enn ķ fullu gildi, segir Einar H. Gušmundsson ķ vištali viš Elķnu Pįlmadóttur um heimsmynd nśtķmans samkvęmt višhorfum stjarnvķsindamanna. Hann kennir žį grein viš H.Ķ, žar sem žessi elsta vķsindagrein er nś ķ uppbyggingu. Stjarnvķsindanįmskeišin eru žar vinsęlust ķ ešlisfręšiskor og mikill įhugi almennings kemur fram ķ įsókn ķ fręšsluerindi fagmanna um stjörnugeiminn.

ALMENNT į fólk erfitt meš aš įtta sig į alls konar spįdómum og speki um alheiminn, sem aš berast. Einar H. Gušmundsson stjarnešlisfręšingur var žvķ bešinn um aš byrja į aš rekja ķ grófum drįttum nokkra žętti ķ žróunarsögu heimsins. Hann kvaš žetta m.a. vera spurningar um upphaf og endi veraldarinnar, sem menn hafa leitaš svara viš frį örófi alda. Į hverjum tķma hefur veriš glķmt viš slķkar spurningar ķ trśarbrögšum, heimspeki og vķsindum, en ķ flestum tilvikum hafa svörin ekki stašist nįnari athugun.

"En žaš er ein kenning sem ég kalla heimsmynd nśtķmans, kenningin um heitan Miklahvell, sem hefur stašist tķmans tönn. Hśn er komin hįtt į sjötugs aldur og er hin vištekna heimsmynd stjarnvķsindanna. Ašrar hafa komiš fram sķšan en ekki stašist jafnvel," segir Einar. Hann segir fréttir um aš žessi heimsmynd sé helsjśk og jafnvel daušvona séu hreinlega ekki réttar. Įstęšan sennilega sś aš alltaf er veriš aš gera nżjar uppgötvanir ķ stjarnfręši og žegar žęr koma fram passa žęr kannski ekki alveg viš vinsęlasta tilbrigšiš viš Miklahvellskenninguna į hverjum tķma. Žaš sé hins vegar meginstefiš um Miklahvell og śtženslu alheims sem sé eina kenningin er virkilega hefur stašist žęr nįkvęmu athuganir sem vķsindin framkvęma. Į hverjum degi er veriš aš gera męlingar, sem tengjast könnunum į žvķ hvort kenningin sé rétt eša ekki og žį kemur stundum ķ ljós aš hin żmsu tilbrigši standast ekki. Fólk sem ekki hefur kynnt sér kenninguna nęgilega vel į žį oft erfitt meš aš gera sér grein fyrir hvaš nišurstöšur merkja ķ raun og veru. Žaš sé einnig mikilvęgt aš hafa ķ huga aš grundvallarmunur sé į aš hafa einhverja prķvatkenningu og trśa į hana eša aš hafa kenningu sem alžjóšasamfélag vķsindamanna er bśiš aš vinna meš ķ marga įratugi.

Heimsmynd nśtķmans

Kenningin um Miklahvell kom fram um 1930. Upphafsmenn hennar žrķr voru belgķskur jesśiti og stjarnešlisfręšingur G. Lemaitre og tveir rśssneskir vķsindamenn, A. Freedmann og G. Gamow. Sķšan hefur fjöldi manna komiš meš tilbrigši af henni og mótaš hana į undanförnum 65 įrum. Einar segir aš žessi heimsmynd hvķli į žremur hornsteinum:

"Ķ fyrsta lagi į hinni fręšilegu undirstöšu, sem er almenna afstęšiskenningin. Žaš er sś kenning sem er notuš til aš setja fram tilgįtur og sķšan til śtreikninga. En hśn er svo almenn aš samkvęmt henni eru óendanlega margir möguleikar. Svo aš litiš er til nįttśrunnar til aš kanna hvort ekki sé hęgt aš takmarka fjölda žeirra eitthvaš. Žį eru fyrst tvö atriši, sem skipta mįli.

Žaš fyrra er uppgötvun Bandarķkjamannsins E. Hubble frį 1929 um śtženslu alheimsins, sem Einar telur aš sé einhver mesta uppgötvun allra tķma. "Hśn segir okkur aš alheimurinn er aš ženjast śt, fjarlęgšin į milli vetrarbrauta aš aukast. Žaš žżšir aš ef viš bķšum um stund veršur efniš žynnra en žaš er ķ dag og ef viš hugsum aftur į bak ķ tķma žį hefur žaš veriš žéttara įšur. Meš žvķ aš beita afstęšiskenningunni er hęgt aš reikna aftur į bak ķ tķma allt til žeirrar stundar žegar efni alheimsins var saman ķ einni kös fyrir um žaš bil 15 milljöršum įra. Žį geršist eitthvaš sem hefur valdiš žvķ aš heimurinn fór aš ženjast śt. Žetta er semsagt grunvallaruppgötvunin, sem gaf hugmyndina um Miklahvell. Sķšan hafa menn mikiš velt vöngum yfir žvķ hvernig efniš hefur hegšaš sér į žeim tķma sem lišinn er frį žessu upphafi. En žessi uppgötvun og afstęšiskenningin segja okkur ekkert um hvert upphafiš var, ašeins aš žetta hafi gerst. Efniš hafi veriš óendanlega žétt saman fyrir 15 milljöršum įra.

Hin uppgötvunin, örbylgjuklišurinn eša žriggja grįšu geislunin, var gerš fyrir tilviljun įriš 1967 af R. Wilson, og A. Penzias. Žeir fundu geislun sem fyllir allan geiminn og er žriggja grįšu heit į Kelvinskvarša. Eina skynsamlega skżringin sem menn hafa į žessari geislun er aš hśn sé komin frį sjįlfu upphafinu. Ef hegšun hennar įšur fyrr er reiknuš śt, sést aš hśn hefur veriš ę heitari eftir žvķ sem nęr dregur upphafinu. Ķ Miklahvelli sjįlfum hefur hśn veriš óendanlega heit. Žetta er įstęšan fyrir žvķ aš sķšan 1967 hefur veriš talaš um heitan Miklahvell. Ekki er nóg meš aš efniš hafi veriš žétt heldur lķka ótrślega heitt."

Miklahrun višsnśinn Miklihvellur

Ef gengiš er śt frį hvellkenningunni vaknar nęsta spurning: Hvernig endar žetta allt? Afstęšiskenningin getur svaraš žessari spurningu aš vissu marki, segir Einar. "Hśn segir okkur aš tveir möguleikar séu fyrir hendi, annars vegar aš alheimurinn haldi įfram aš ženjast śt um alla eilķfš og hins vegar hęgi smįm saman žaš mikiš į ženslunni aš hśn stöšvist og breytist ķ samdrįtt.

Žaš sem ręšur śtslitum um žetta er efnismagniš ķ veröldinni, ž.e.a.s. hvort žyngd žess nęgir til aš stöšva śtžensluna. Ef efnismagniš er ekki nęgjanlegt til žess, heldur śtženslan įfram. Žaš hefur veriš rannsóknaverkefni fjölmargra vķsindamanna ķ įratugi aš reyna aš finna hiš rétta efnismagn, til aš geta svaraš žvķ hvort heimurinn, sem viš lifum ķ, sé dęmdur til aš ženjast śt um alla eilķfš. Eša nįi hįmarksstęrš og fari aš dragast saman aftur. Slķk žróun myndi enda meš nokkurs konar višsnśnum Miklahvelli. Viš höfum kallaš žaš Miklahrun, žegar alheimurinn dregst saman ķ einn punkt. Žaš er eftirtektarvert aš mjög illa hefur gengiš aš finna svar viš spurningunni um žaš hvor framtķšin bķšur.

Hulduefniš

Af hvaša įstęšu er ekki hęgt aš skera śr um žetta? "Įstęšan er einföld en um leiš flókin. Į undanförnum 10-15 įrum hefur komiš ķ ljós aš miklu meira efni er ķ geimnum en viš sjįum meš męlitękjum okkar, ž.e.a.s. žaš efni sem gefur frį sér ljós, stjörnur, vetrarbrautir, ljósžokur o.fl. Lengi vel var tališ aš alheimurinn vęri eingöngu geršur śr slķku lżsandi efni, en svo viršist ekki vera. Žaš er eitthvaš annaš žarna, sem viš vitum af, en ekki af žvķ aš viš sjįum žaš heldur af žvķ aš žaš hefur žyngdarįhrif. Žar sem enginn veit hvaš žetta er hefur žaš einfaldlega veriš kallaš "dark matter" į ensku, en į ķslensku hefur žaš hlotiš nafniš hulduefni. Žar sem viš žekkjum ekki ešli žessa efnis, vitum viš ekki hversu mikiš er af žvķ. Ljóst er aš žaš efni, sem er lżsandi og viš sjįum meš męlitękjum, nęgir ekki til žess aš loka veröldinni, sem kallaš er. Ž.e. til žess aš stöšva śtžensluna og breyta henni ķ samdrįtt. Til žess žarf til višbótar talsvert mikiš af žessu hulduefni. Og žaš viršist vera miklu meira af žvķ en af sżnilega efninu. Žaš gęti gert žaš aš verkum aš veröldin fęri aš dragast saman į nżjan leik. Viš vitum žaš bara ekki enn. Žetta er lykilspurning ķ sambandi viš allar vangaveltur um framtķš alheimsins."

Horft aftur ķ tķmann

Hvaša tķmaskala erum viš aš tala um? Einar skiptir žróuninni ķ tvennt, ķ fortķš og framtķš. "Viš vitum semsagt ekkert hvaš geršist ķ sjįlfum Miklahvelli fyrir 15 milljöršum įra. En fyrst ķ staš var efniš mjög heitt og žétt frumgas. Fyrstu 300 žśsund įrin er žaš ķ plasmaįstandi. Eftir žaš var oršiš nógu kalt til aš atóm gęti myndast. Žį kom fram efni ķ žvķ formi sem viš žekkjum ķ dag, venjuleg atóm meš kjörnum og rafeindum. Og śr žessu efni uršu til fyrstu stjörnurnar. Žar kviknaši į fyrstu stjörnunni, svona milljarši įra eftir Miklahvell. Mér hefur alltaf žótt žaš įkaflega heillandi tilhugsun."

Einar tekur fram aš okkar sól varš ekki til fyrr en löngu seinna, žegar heimurinn var oršinn 10 sinnum eldri. Sólin var ekki ķ hópi fyrstu stjarnanna. Žaš er vitaš vegna žess aš jaršfręšingar og jaršešlisfręšingar hafa męlt aldur sólkerfisins. Sķšan komu fyrstu lķfverurnar, sem tališ er aš hafi veriš fyrir um žremur milljöršum įra eša 12 milljöršum įra eftir Miklahvell. Og hér erum viš. Į žessum tķmaskala kemur lķfiš fram tiltölulega seint. "Žetta er saga sem viš teljum okkur hafa talsverša vissu fyrir aš eitthvert vit sé ķ," segir Einar."En žaš skiptir verulegu mįli žegar talaš er um svona stórbrotna hluti aš hafa ķ huga hvernig žessi vitneskja er fengin.

Öll vinna ķ stjarnvķsindum er ķ žvķ fólgin aš afla meš męlingum upplżsinga um veröldina eins og hśn er ķ dag og eins og hśn var ķ fortķšinni. Žaš stórkostlega er aš viš getum horft aftur į bak ķ tķmann, vegna žess aš ljósiš, sem berst til okkar frį fjarlęgum stjörnum og vetrarbrautum, kemur ekki strax heldur tekur žaš tķma. Žannig aš eftir žvķ sem viš horfum lengra śt ķ geiminn erum viš jafnframt aš horfa lengra aftur į bak ķ tķma. Ljósiš frį Sķrķusi, sem er aš koma til okkar nśna, hefur t.d. veriš tęp 9 įr į leišinni. Žannig aš viš sjįum hana ķ dag eins og hśn var fyrir tępum 9 įrum. Nęstu vetrarbraut, Andromedustjörnužokuna, sjįum viš eins og hśn var fyrir rśmum tveimur milljónum įra. Eftir žvķ sem viš horfum lengra śt ķ geiminn sjįum viš vetrarbrautir og stjörnur į žróunarstigi sem er ę fyrr ķ tķma. Žannig sjįum viš einnig aš alheimurinn var žéttari įšur fyrr. Viš getum séš nęstum žvķ allt aftur ķ sjįlfan Miklahvell, alveg sama ķ hvaša įtt horft er. Upphafiš sjįlft er žó aušvitaš huliš sjónum okkar, žvķ śt viš sjóndeildarhring hins sżnilega heims er efniš ķ formi ógagnsęs plasma."

Skeiš kaldra hnatta

Snśum okkur žį aš framtķšinni, žessu erfiša višfangsefni, eins og Einar oršar žaš. Framtķšin fer eftir žvķ hvort viš lifum ķ lokušum heimi eša ótakmörkušum heimi. Möguleikarnir eru tveir, eins og sést į mešfylgjandi lķnuriti. Leggjum upp frį nśtķmanum og brįtt verša įrtölin stjarnfręšilega hį.

"Frį sjónarhóli heimsfręšinnar er nęsti mikilvęgi atburšur ķ veraldarsögunni sį aš sólkerfiš ķ nśverandi mynd lķšur undir lok. Sólin okkar fer aš ženjast śt eftir u.ž.b. 5 milljarša įra og veršur aš raušum risa. Sķšan losar hśn sig viš yfirboršslögin og eftir situr glóandi heitur hvķtur dvergur, sem sķšan kólnar į löngum tķma. Sólin hęttir aš verma umhverfi sitt og er žį bśin aš eyša a.m.k. innri reikistjörnunum. Žį yrši ólķft į yfirborši jaršar.

Ķ veröldinni ķ dag eru nżjar stjörnur og nż sólkerfi sķfellt aš verša til ķ geimnum. En aš žvķ kemur aš ķ heimi sem heldur įfram aš ženjast śt aš žessi stjörnumyndun hęttir vegna efnisžurršar. Žį myndast sķšasta sólstjarnan, hśn lifir sķna ęvi og deyr. Žegar sķšasta stjarnan deyr rennur upp nżtt skeiš ķ veraldarsögunni, sem ég kalla skeiš kaldra hnatta. Žaš er eftir svo gķfurlega langan tķma aš varla er til orš yfir svo hįa tölu.

Sólin er lykillinn aš öllu hér į jöršinni. Hśn heldur öllu gangandi, ekki bara okkur og öllu lķfrķkinu, heldur lķka öllu vatnakerfinu, öllu vindakerfinu, sólin knżr allt og gefur okkur lķfiš og ylinn. Žegar hśn deyr, deyr allt. Allt veršur kalt. Žvķ tala ég um skeiš kaldra hnatta. Žaš sem er eftir eru žį kulnašar sólir og kaldar reikistjörnur. Žessar kulnušu sólir hafa nöfn, žvķ viš vitum hvernig žęr enda. Sumar žeirra, žar į mešal okkar sól, verša hvķtir dvergar, sem verša aš svörtum žegar žeir eru oršnir kaldir. Ašrar enda sem nifteindarstjörnur eša svarthol. Ešlisfręšin hefur sagt okkur aš allar stjörnur endi ķ einum af žessum žremur flokkum. Sś nišurstaša er eitt mesta afrek stjarnešlisfręšinnar og er eitt af žvķ sem menn hafa veriš aš fį nóbelsveršlaun fyrir. Auk žessara kulstjarna og kaldra reikistjarna verša einnig til stašar smįstirni, geimryk, gas og öreindir.

Hvernig framtķšaržróun žessara fyrirbęra veršur er hįš óvissum žįttum ķ eiginleikum öreinda. En įn tillits til slķkra smįatriša veršur ekki hjį žvķ komist aš efniš žynnist stöšugt og kólni. Fjarlęg framtķš ķ slķkum heimi er žvķ mjög köld. Žvķ mišur viršist heimsmynd vķsindanna vera aš segja okkur aš lķfiš ķ žeirri mynd sem viš žekkjum deyi vęntanlega śt ķ fjarlęgri framtķš. Viš vitum ekki meira. Žetta er nöturleg framtķš og myrk."

Framtķš ķ lokušum heimi

Hin framtķšin, sem kemur til greina, er allt öšruvķsi. Hśn er heit og žétt. En hśn er lķka tortķmandi. Žaš er hinn lokaši heimur, sem dregst saman ķ Miklahrun. Ef žessi samdrįttur hefst mešan enn eru til stjörnur kemur aš žvķ aš vetrarbrautirnar renna saman. Nś eru milljónir ljósįra milli vetrarbrauta. En viš samdrįttinn mundu žęr snertast, sem žżšir aš geimurinn yrši ein samfelld stjörnumergš.

Įšur en stjörnurnar fara aš rekast į, žį er kaldi örbylgjuklišurinn, sem viš vorum aš tala um įšan, oršinn heitur. Hann er ķ dag mķnus 270 grįšur į Celcius, nęstum žvķ viš alkul. Um žaš bil 100 žśsund įrum fyrir Miklahrun er žessi sakleysislegi örbylgjuklišur oršinn jafnheitur og stjörnurnar. Žį er įstand alheimsins eins og inni ķ glóandi ofni og sólirnar fara aš gleypa ķ sig orku frį umhverfinu, draga til sķn ljós ķ staš žess aš senda žaš frį sér. Žetta endar meš žvķ aš žęr springa. Sķšustu 100 žśsund įrin mundi žvķ rķkja rosalegt įstand ķ veröldinni. Sjóšandi heitt plasmaš veršur sķfellt heitara og heitara og ę žéttara og hrynur aš lokum saman ķ einum punkti ķ Miklahruni. Ķ vissum skilningi er žetta eins og višsnśinn Miklihvellur.

Viš höfum nś fariš ķ gegnum alla alheimssöguna og žessa tvo möguleika į framhaldi, samkvęmt heimsmynd nśtķmans. Žetta er sś žróunarsaga sem nśtķmavķsindi gefa okkur.

Fęšist nżr heimur?

"Žessi kenning getur žó alls ekki sagt neitt um žaš hvaš raunverulega geršist ķ Miklahvelli eša hvaš muni gerast ķ Miklahruni, žvķ žį eru ašstęšur svo rosalegar aš nśtķmakenningar ešlisfręšinga um eiginleika efnisins rįša ekki viš aš skżra žaš įstand. Žaš hefur hins vegar ekki stöšvaš menn ķ aš vera meš alls konar vangaveltur. Žeirra fręgastur er Stephen W. Hawking og fleiri koma einnig viš sögu. Žessir menn eru aš reyna aš bśa til nżja kenningu, sem hefur hlotiš nafniš žyngdarskammtafręši žótt hśn sé ekki ennžį til. Žeir eru aš sameina afstęšiskenningu Einsteins, sem fjallar um žyngdarafliš, og skammtafręšina, sem lżsir hegšun öreinda og kröftum milli žeirra. Hawking og fleiri hafa viš žetta komiš fram meš mjög skemmtilegar hugmyndir. Žetta er žaš sem ég kalla villtar vangaveltur. En žaš eru stórkostlegar hugmyndir.

Ein af nišurstöšum skammtafręšinnar segir aš ķ tómarśminu sé stöšugt aš myndast efni og eyšast aftur. Viss lķkindi eru fyrir žvķ aš ķ mjög skamman tķma geti myndast mikiš efnismagn. Žetta gerist ekki daglega, en ķ heimi sem veršur mjög gamall gęti žetta gerst einstöku sinnum. Og ef žetta geršist gęti hugsanlega myndast svarthol eša jafnvel ormagöng. Efniš sem myndaši slķk ormagöng fęri žį aš lifa sjįlfstęšu lķfi og ženjast śt. Og gęti jafnvel myndaš nżjan heim, sem hefši tilveru fyrir utan okkar veröld. Žetta er žaš sem į ensku hefur kallaš Baby Universe, Nżfędd veröld. Žegar slķkur heimur hefur einu sinni oršiš til fer hann ķ gegnum sķna žróunarsögu. Hann gęti svo kannski fętt af sér annan heim. Žį mį ganga svo langt aš hugsa sér aš žetta sé eilķft įstand. Nżir heimar séu sķfellt aš verša til og eyšast, žannig aš allt žetta tal um upphaf og endi heimsins snżst upp ķ žaš aš okkar heimur sé bara bóla ķ alheiminum og svo séu einhverjir ašrir heimar žar fyrir utan, sem eru aš ženjast śt eša dragast saman óhįš hvaš er aš gerast ķ okkar heimi.

Žessa sögu er aušvitaš ekki hęgt aš selja dżrara en hśn er keypt. Žetta sem ég kalla villtar vangaveldur er višbót, žęr byggjast ekki į afstęšiskenningunni, heldur į žessum draumi um žyngdarskammtafręšina. Reynslan ein į eftir aš leiša ķ ljós hvort eitthvert vit er ķ žessu. En sé mašur einu sinni farinn aš hugsa svona, vaknar sś spurning hvort okkar eigin veröld hafi kannski oršiš til meš žessum hętti."

Kennir stjarnvķsindi viš HĶ

Višmęlandinn Einar H. Gušmundsson er doktor ķ stjarnešlisfręši frį Hįskólanum ķ Kaupmannahöfn. Hann varš sérfręšingur į ešlisfręšistofu Raunvķsindastofnunar 1982 og var skipašur dósent ķ stjarnešlisfręši viš ešlisfręšiskor HĶ 1991, fyrsti skipaši kennarinn ķ stjarnvķsindum viš Hįskólann. En stjörnufręši er hluti af ešlisfręšinįmi og almennu nįmi ķ raunvķsindadeild.

Einar kvešst lķta į žaš sem sitt hlutverk aš byggja žessa fręšigrein upp hér viš Hįskólann, en žaš gerist ekki meš neinum lįtum. Žaš er varla ofmęlt. Stefnt er aš žvķ aš taka ķ notkun stjörnusjónauka til kennslu og žjįlfunar viš Hįskólann ķ haust. Hann er žó of lķtill til vķsindarannsókna. En draumurinn er aš fį ašgang aš fullkomnum sjónauka śti ķ löndum og hafa ķslenskir stjarnvķsindamenn lagt gķfurlega vinnu ķ aš śtvega fé til aš Ķsland gerist ašili aš Norręna sjónaukanum į La Palma. Žaš hefur reynst torvelt. Ekki vildi Einar neitt segja um horfur į žessu stigi, kvaš žęr vęntanlega skżrast meš haustinu.

Žótt stjörnufręši sé elsta vķsindagrein ķ heimi, er vķst óhętt aš segja aš hśn sé aš slķta barnsskónum hér į landi. En įhugann vantar ekki.

Myndatexti:

DR. EINAR H. Gušmundsson, stjarnešlisfręšingur og dósent ķ stjarnešlisfręši viš ešlisfręšiskor Hįskólans.


© Morgunblašiš.