Her er paradokset om lyshastigheten etter Big Bang

Hvordan kunne universet, rett etter Big Bang, utvide seg raskere enn lysets hastighet? Dette strider vel mot Einsteins lover?

LESERSPØRSMÅL: Denne reportasjen ble ene og alene til fordi en av våre observante lesere stusset over en setning i forrige utgave. Apollons ønske er derfor: Send gjerne spørsmål til redaksjonen om du lurer på noe. Mailadressen vår er: apollon@admin.uio.no

I denne saken skrev Apollon at astrofysikere ved UiO er i gang med å avsløre hvordan universet så ut det første øyeblikket etter Big Bang. Denne spesielle tiden kalles for inflasjonen og varte så kort som 10 opphøyd i minus 34 sekunder. Her snakker vi om et så kort tidsrom som 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 01 sekunder, eller for dem som foretrekker de gode, gammeldagse begrepene, snakker vi om en trilliontedel av et sekstilliontedels sekund.

På denne ufattelig korte tiden ekspanderte universet fra størrelsen av et atom til en bredde på 1 til 100 lysår. Det er enormt stort. Og det var nettopp i dette korte skapelsesøyeblikket at all materien som vi ser i dag, ble dannet.

Betimelig spørsmål

Da medisinprofessor Pål Gulbrandsen leste reportasjen, stusset han og tok kontakt med Apollon. Han stilte det betimelige spørsmålet: «Hvordan kunne universet ekspandere minst et lysår på en trilliontedel av et sekstillionte[1]dels sekund? Det er vel intet som kan bevege seg raskere enn lyset?»

Før Apollon gir ordet til astrofysikeren, er det greit å oppsummere følgende: Lysets hastighet er 300 000 kilometer i sekundet. I løpet av ett år har lyset tilbakelagt 9461 milliarder kilometer. Denne avstanden kalles for et lysår. Ingenting kan bevege seg raskere enn lyset. Likevel hevder Apollon i reportasjen at universet utvidet seg med mer enn et lysår på en mikroskopisk sekunddel. Det må da være feil? Apollon-journalisten fryktet det verste da han tok kontakt med ham som ble intervjuet, professor Hans Kristian Eriksen på Astrofysisk institutt ved UiO.

Rommet utvider seg

Eriksen har denne vakre forklaringen på hvordan universet kunne ekspandere raskere enn lysets hastighet.

– Dette er et veldig godt spørsmål, men teksten stemmer. Einsteins spesielle relativitetsteori sier at intet kan bevege seg gjennom rommet raskere enn lyshastigheten. Likevel sier relativitetsteorien ingenting om hvordan rommet selv oppfører seg. Og det er nettopp det som skjedde under inflasjonen. Det var selve rommet som forstørret seg selv med en voldsom hastighet.

Astrofysikeren visualiserer det slik:

– Tenk deg et bilkart med et statisk rutenett. Hvis du tegner posisjonen til to biler som kjører fra hverandre, vil bilene ikke kunne bevege seg raskere enn lyshastigheten – målt i forhold til deres lokale rutenett. Hvis rutenettet derimot plutselig begynner å utvide seg, vil det ikke lenger være noen grenser for hvor raskt bilene kan bevege seg fra hverandre, forklarer Hans Kristian Eriksen.

Dette betyr med andre ord: Hvis rommet mellom bilene utvider seg, kan begge bilene stå stille i forhold til hvert sitt lokale referansesystem og likevel bevege seg bort fra hverandre med ubegrenset hastighet. Og det var nettopp det som skjedde i det mirakuløse øyeblikket etter Big Bang. Det forklarer hvordan universet, under inflasjonen, kunne utvide seg fra kvantemekaniske til astronomiske størrelser på et mikroskopisk øyeblikk.

Av Yngve Vogt
Publisert 3. mai 2021 14:12 - Sist endret 3. mai 2021 14:12
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere