Kosmologi

Kosmologi

Kosmologien har gennemgået en rivende udvikling inden for de sidste 20 år. Fra at have været et tvivlsomt foretagende, der byggede på meget usikre data og spekulative ideer, er kosmologi blevet en præcisionsvidenskab, der på overbevisende måde er i stand til at beskrive Universets udvikling frem til i dag.

Denne ændring skyldes dels fremkomsten af pålidelige data fra rumsonder, dels adgangen til computere med enorm arbejdskraft og dels erkendelsen af, af Universet domineres af to nye komponenter, mørkt stof og mørk energi, hvis natur dog stadig ikke er afklaret.

”Kosmologi” beskriver hele denne udvikling og fortæller også om planeter, stjerner og galakser og om tidligere tiders tanker om verdens indretning. Nedenfor følger en kort beskrivelse af bogens kapitler:

Universets geografi
Her behandles bl. a. Jorden, Månen, Solen og formørkelser. Planetsystemets medlemmer præsenteres, og der gives en beskrivelse af stjernerne og deres meget varierede livshistorier. Desuden kan man læse om vores egen hjemstavn, Mælkevejsgalaksen og om de milliardvis af andre galakser, som befolker Universet.

Kosmologiens historie
Mange folkeslag har gjort sig tanker om verdens indretning og planeternes bevægelse på himlen. I dette kapitel fortælles bl. a. om grækeren Ptolemaios og hans epicykler, samt striden om, hvorvidt Jorden eller Solen er verdens centrum. Her fortælles også om berømte astronomer som Kopernikus, Tycho, Kepler, Galilei og Newton. Men også tiden efter Newton og frem til 1900-tallet omtales. Krumning og gravitation. Er vinkelsummen i en trekant i alle tilfælde 180 °, som vi lærte i skolen? Ikke såfremt rummet er krumt. Hvad vil det sige og hvordan kan det afgøres, om det er tilfældet eller ej? I kapitlet snuser vi til også til Einsteins teorier for bevægelse og gravitation og deres indvirkning på kosmologien. Desuden behandles sorte huller, hvis eksistens regnes for sikret, og gravitationsstråling, som man nu synes til at være på nippet til at opdage.

Det ekspanderende Univers
Vi er her nået til kosmologien i 1900-tallet. Her opdagede man, at Universet indeholder langt flere galakser end vores egen og at disse bevæger sig væk fra os. Vil Universets udvidelse fortsætte til evig tid, eller vil den standse og blive afløst af en sammentrækning? Her beskrives også striden mellem to opfattelser af Universet, nemlig at det har ændret sig væsentligt siden sin fødsel (Big Bang-teorien) eller at det i store træk altid har været, som vi ser det i dag (Steady State-teorien). I 1998 blev men ved studier af fjerne supernovaer klar over, at Universets udvidelse i dag ikke bremses op, men tværtimod accelererer. Det må derfor indeholde en hidtil upåagtet, frastødende komponent, ”lambdanit”.

Big Bang-teorien
Kapitlet beskriver baggrunden for teorien, der bygger på mange forskelligartede observationer. Her fortælles også om oprindelsen af de letteste grundstoffer, der i løbet af de første tre minutter af Universets historie bygges op i forhold, som helt svarer til, hvad man kan måle sig frem til i dag. Endvidere diskuteres forskellige fejlagtige opfattelser af, hvad teorien går ud på. Slutteligt fortælles om store simulationsberegninger af udviklingen fra varm gas til galaksedannelse, resultater, som på slående vis minder om de galaksestrukturer, vi finder ved observationer med kikkerter og rumsonder.

Verdens historie
Her gives en kronologisk gennemgang af de epoker, som Universet har gennemgået fra den allertidligste Planck-tid, til dannelsen af de første grundstoffer ved Big Bang, den mørke tidsalder, fremkomsten af stjerner, som producerer tunge grundstoffer, dannelsen af planetsystemer og vort eget planetsystems udvikling, der skete mere dramatisk end tidligere antaget. Her fortælles også om Månens bemærkelsesværdige dannelseshistorie og om, hvordan Saturn fik sit berømte ringsystem. Herefter vender fokus mod først den nærmeste fremtid (hvornår er der igen en total solformørkelse i Danmark og hvornår indtræffer den allersidste totale formørkelse) og endelig mod den fjernere fremtid: Hvad bliver Solens og Jordens skæbner på langt sigt og hvordan ender selve Universet?

Bogen illustreres med talrige fotografier og indeholder mange diagrammer, som er specielt tegnet til bogen. Da naturvidenskabernes sprog jo er matematik, vil man også rundt omkring kunne støde på matematiske formler. Desuden findes en del små opgaver til de særligt nysgerrige. Læsere uden flair for matematik kan blot overspringe formler og opgaver. Billedteksterne er i mange tilfælde ret udførlige, for man kan få megen information ud af et fotografi. Til læsere, som ønsker en dyberegående behandling af bogens emner er der udarbejdet et dokument, Kosmologiske Godbidder, som beskrives nærmere på forfatterens hjemmeside Det indeholder meget materiale til selvstudier og yderligere opgaver. Her uddybes dels emner fra bogen og dels nye problemer, og der sker ved ved at give vink til læseren om, hvordan man når frem til resultaterne. Meget af materialet vil kunne finde anvendelse i gymnasiernes studieretningsopgaver og større skriftlige opgaver.

PDF FileHer har du mulighed for at downloade bogens indholdsfortegnelse og udvalgte sideopslag (pdf):

Indholdsfortegnelse: Bogens komplette indholdsfortegnelse

Side 80: Keplers love
Side 165: Bullet Cluster
Side 170: Opdagelsen af mørk energi
Side 260: Solens udvikling