Kapitel två

Hur blev universum till? — en omstridd fråga

ASTRONAUTER är entusiastiska när de betraktar och fotograferar jorden genom fönstret på en rymdfarkost. ”Det är det bästa med att färdas i rymden”, sade en av dem. Men jämfört med solsystemet verkar jorden mycket liten. Solen är så stor att en miljon planeter av jordens storlek skulle kunna rymmas inuti den, och det skulle ändå bli plats över! Skulle sådana fakta om universum kunna ha någon betydelse för ditt liv och meningen med det?

Låt oss i tankarna göra en kort resa ut i rymden och betrakta jorden och solen i annat perspektiv. Vår sol är bara en av ett häpnadsväckande stort antal stjärnor i en av spiralarmarna i galaxen Vintergatan *, som själv bara är en mycket liten del av universum. Med blotta ögat kan man se en del ljusfläckar som i själva verket är andra galaxer, däribland den vackra och större Andromedagalaxen. Vintergatan, Andromedagalaxen och omkring 20 andra galaxer hålls genom gravitationskraften samman i en galaxhop, som i sin tur bara är en liten del av en enorm superhop. Universum innehåller ett oräkneligt antal superhopar, och bilden slutar inte här.

Galaxhoparna är inte jämnt fördelade i rymden. De ser ut som tunna slöjor och fina band grupperade runt stora bubbelliknande tomrum i ett storskaligt mönster. Somliga strukturer är så långa och breda att de påminner om stora murar. Detta kanske förvånar många som tänker sig att universum skapade sig självt i en  slumpartad kosmisk explosion. ”Ju tydligare vi kan se universum i alla dess strålande detaljer, desto svårare blir det för oss att med en enkel teori förklara hur det kom att bli så”, skriver en journalist i tidskriften Scientific American.

Vittnesbörd som pekar på en begynnelse

Alla enskilda stjärnor du kan se befinner sig i vår galax, Vintergatan. Fram till 1920-talet trodde man att Vintergatan var den enda galaxen. Som du vet har observationer med större teleskop sedan dess bevisat att det inte förhåller sig så. Universum innehåller minst 50.000.000.000 galaxer. Vi menar inte 50 miljarder stjärnor — utan minst 50 miljarder galaxer, som var och en innehåller miljarder stjärnor liknande vår sol. Men det var inte det svindlande antalet stora galaxer som rubbade de vetenskapliga uppfattningarna på 1920-talet. Det var det förhållandet att alla galaxerna befinner sig i rörelse.

Astronomer upptäckte ett anmärkningsvärt faktum: När man lät ljuset från en galax passera genom ett prisma, såg man att ljusvågorna blev uttänjda, vilket tydde på att galaxen rörde sig bort från oss med stor hastighet. Ju längre bort en galax befann sig, desto fortare tycktes den avlägsna sig från jorden. Detta tyder på att universum expanderar! *

 Även om vi inte är astronomer till yrket eller har astronomi som hobby, inser vi att om universum expanderar är detta något som har stor betydelse för vårt förflutna — och kanske också för vår egen framtid. Något måste ha satt i gång processen — en kraft som är starkare än den enorma gravitationen i hela universum. Det finns goda skäl att fråga: Vad skulle kunna vara källan till sådan dynamisk energi?

Även om de flesta forskare menar att universum i sitt urtillstånd var en ytterligt liten och tät materieklump  (ett tillstånd som beskrivs som en ”singularitet”), kommer vi inte ifrån den viktiga frågan: ”Om universum vid någon tidpunkt i det förflutna var en oändligt liten singularitet med oändligt stor täthet, måste vi fråga oss vad som fanns dessförinnan och vad som fanns utanför universum. ... Vi ställs inför problemet med en begynnelse.” — Sir Bernard Lovell.

Universums expansion förutsätter mer än bara en enorm energikälla. Förutseende och intelligens är  också nödvändiga faktorer, eftersom den hastighet med vilken universum expanderar tycks vara exakt avpassad. Lovell säger: ”Om universum hade expanderat en miljondels miljondel snabbare, skulle all materia i universum ha skingrats vid det här laget. ... Och om det hade skett en miljondels miljondel långsammare, skulle gravitationskraften ha fått universum att kollapsa under den första miljarden år eller så av dess existens. Det skulle inte ha funnits några långlivade stjärnor och inget liv.”

Försök att förklara begynnelsen

Kan experterna nu förklara hur universum kom till? Många forskare, som har svårt att acceptera tanken att universum skapades av en högre intelligens, spekulerar  över att universum genom någon process skapade sig självt av ingenting. Tycker du att det låter förnuftigt? De här spekulationerna inbegriper vanligtvis variationer av en hypotes (inflationsteorin) * som uppställdes av fysikern Alan Guth år 1979. Senare har dr Guth medgett att hans teori ”inte förklarar hur universum uppstod ur ingenting”. Doktor Andrei Linde  uttryckte sig ännu tydligare i en artikel i Scientific American: ”Att förklara denna ursprungliga singularitet — var och när det hela började — är fortfarande det mest svårlösta problemet inom den moderna kosmologin.”

Om experterna inte kan förklara vare sig universums uppkomst eller dess tidiga utveckling, bör vi då inte vända oss åt något annat håll för att få en förklaring? Jo, och du har tungt vägande skäl att betrakta en del vittnesbörd som många har förbisett men som kan ge dig verklig insikt i den här frågan. Vittnesbörden gäller precisionen i fråga om styrkan hos fyra fundamentala krafter som påverkar alla egenskaper och förändringar som berör materien. Blotta omnämnandet av fundamentala krafter kan få somliga att tveka. De menar att det här är ett ämne bara för fysiker. Men så är det inte. Grundläggande fakta är värda att betrakta därför att de berör oss.

 Exakt avpassning

De fyra fundamentala krafterna gör sig gällande både i det oändligt stora kosmos och i de oändligt små atomstrukturerna. Ja, de påverkar allt vi ser omkring oss.

Ämnen som vi måste ha för att kunna leva (i synnerhet kol, syre och järn) skulle inte kunna existera om inte de här fyra krafterna i universum var så exakt avpassade. Vi har redan nämnt en kraft, gravitationen. En annan kraft är elektromagnetismen. Om den var bara en aning svagare, skulle elektronerna inte hållas kvar kring atomkärnan. ”Skulle det ha så stor betydelse?” kanske någon undrar. Ja, eftersom atomerna då inte skulle kunna förena sig och bilda molekyler. Om den här kraften däremot var mycket starkare, skulle elektronerna fångas upp av atomkärnan. Det skulle då inte kunna förekomma några kemiska reaktioner mellan atomerna — vilket betyder: inget liv. Vår existens och vårt liv är helt klart beroende av att den elektromagnetiska kraften är så exakt avpassad.

Vi kan också se på den kosmiska världen: Små avvikelser i styrkan hos den elektromagnetiska kraften  skulle påverka solen och därmed ändra det ljus som når jorden, vilket skulle försvåra fotosyntesen hos växterna eller göra den omöjlig. Sådana avvikelser skulle också kunna ändra vattnets unika egenskaper som har avgörande betydelse för livet. Återigen ser vi att vår existens är beroende av att den elektromagnetiska kraften är så exakt avpassad.

Lika viktigt är styrkeförhållandet mellan elektromagnetismen och de andra tre krafterna. Fysiker har till exempel beräknat att den elektromagnetiska kraften är 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.-000.000.000 (10⁴⁰) gånger starkare än gravitationen. Man skulle kunna tro att det inte skulle bli så stor förändring om man lade till en enda nolla (10⁴¹), men det skulle betyda att gravitationen blev proportionellt svagare, och dr Reinhard Breuer förklarar vad följden skulle bli: ”Med svagare gravitation skulle stjärnorna vara mindre, och gravitationstrycket i deras inre skulle inte göra temperaturen tillräckligt hög för att kärnreaktioner skulle kunna äga rum: solen skulle inte kunna skina.” Du kan föreställa dig vilka konsekvenser det skulle få för oss!

Vad skulle hända om gravitationen var proportionellt starkare, så att talet hade bara 39 nollor (10³⁹)? Breuer fortsätter: ”Enbart den lilla ändringen skulle drastiskt reducera den förväntade livstiden för en stjärna som solen.” Andra forskare menar att den fina avpassningen är ännu mer exakt.

Två anmärkningsvärda egenskaper hos vår sol och andra stjärnor är att de producerar energi under lång tid och är stabila. En enkel illustration kan belysa detta. Vi vet att det behövs exakt rätt förhållande mellan bränsle och luft för att en bilmotor skall fungera effektivt. Ingenjörer konstruerar komplicerade mekaniska system och datasystem för att ge motorn bästa möjliga prestanda. Om det förhåller sig så med en enkel  motor, hur är det då med stjärnorna, till exempel vår sol, som har en effektiv ”förbränning”? De viktiga krafter som är inbegripna är exakt avpassade, fullkomligt avvägda för att gynna livet. Är den precisionen bara en tillfällighet? Mannen Job, som levde i forna tider, fick frågan: ”Påbjöd du de regler som styr himlarna eller fastställde du naturlagarna på jorden?” (Job 38:33, The New English Bible) Ingen människa gjorde det. Varifrån kom då precisionen?

De två kärnkrafterna

Universums uppbyggnad förutsätter mycket mer än bara exakt avpassning av styrkan hos gravitationskraften och den elektromagnetiska kraften. Två andra fysiska krafter påverkar också vårt liv.

 Dessa två krafter verkar i atomkärnan, och de vittnar om förutseende. Tänk på den starka kärnkraften (starka växelverkan) som håller samman protonerna och neutronerna i atomkärnan. Tack vare denna sammanhållning kan olika grundämnen bildas — lätta (till exempel helium och syre) och tunga (till exempel guld och bly). Det tycks vara så att om denna sammanhållande kraft var bara två procent svagare, skulle det endast finnas väte. Om denna kraft däremot var en aning starkare, skulle det bara finnas tunga grundämnen, men inget väte. Skulle vårt liv påverkas? Ja, om universum saknade väte, skulle vår sol inte ha det bränsle den behöver för att kunna sända ut livgivande energi. Dessutom skulle vi förstås inte ha vare sig vatten eller mat, eftersom väte är en viktig beståndsdel i båda fallen.

Den fjärde kraften i det här dryftandet, den svaga kärnkraften (svaga växelverkan), styr det radioaktiva sönderfallet. Den påverkar också den termonukleära aktiviteten i vår sol. ”Är den kraften exakt avpassad?”  kanske du undrar. Matematikern och fysikern Freeman Dyson förklarar: ”Den svaga växelverkan är miljoner gånger svagare än ... [den starka]. Den är exakt så svag att vätet i solen brinner i långsam och jämn takt. Om den svaga växelverkan var mycket starkare eller mycket svagare, skulle alla livsformer som är beroende av solliknande stjärnor vara i fara.” Ja, den exakta förbränningstakten gör att jorden hålls varm — men inte brinner upp — och vi hålls vid liv.

Forskarna tror vidare att den svaga kraften fyller en viktig funktion i supernovaexplosioner. De menar att det är i samband med dessa explosioner som de flesta grundämnena uppkommer och sprids. ”Om kärnkrafterna i något avseende var aldrig så lite annorlunda än de nu är, skulle stjärnorna inte kunna framställa de grundämnen som du och jag består av”, förklarar fysikern John Polkinghorne.

Mer skulle kunna sägas, men du förstår säkert tanken. De fyra fundamentala krafterna är förunderligt fint avpassade. ”Överallt omkring oss tycks vi se bevis för att naturen har fått det att stämma precis”, skrev professor Paul Davies. Ja, den exakt avpassade styrkan hos de fundamentala krafterna är förutsättningen för solens existens och aktivitet. Den är förutsättningen för att vår underbara planet med dess livsuppehållande vatten, den livsnödvändiga atmosfären och alla de värdefulla grundämnena skall finnas till. Men fråga dig: Hur har avpassningen kunnat bli så exakt? Hur uppstod den?

Idealiska förhållanden för jorden

Vår existens kräver precision också i andra avseenden. Tänk på jordens mått och dess läge i förhållande till resten av vårt solsystem. I bibelboken Job ställs  följande frågor som manar till ödmjukhet: ”Var befann du dig, när jag grundade jorden? ... Vem fastställde dess mått — ifall du vet det?” (Job 38:4, 5) Mer än någonsin tidigare kräver de här frågorna ett svar. Varför det? På grund av de häpnadsväckande upptäckter man har gjort när det gäller jorden — upptäckter som bland annat gäller dess storlek och dess läge i vårt solsystem.

Man har inte funnit någon planet lik jorden någonstans i universum. Somliga forskare framhåller visserligen indirekta bevis för att vissa stjärnor har objekt som kretsar i en bana runt dem och som är hundratals gånger större än jorden. Men jorden har exakt rätt storlek för att göra mänskligt liv möjligt. I vilken bemärkelse? Om jorden var något större, skulle gravitationen vara starkare, och vätet, som är en lätt gas, skulle då ansamlas och inte kunna undkomma jordens gravitation. Atmosfären skulle vara ogästvänlig för liv. Om jorden däremot var något mindre, skulle det livsuppehållande syret försvinna och ytvattnet dunsta. I båda fallen skulle mänskligt liv på jorden vara omöjligt.

Jorden befinner sig också på perfekt avstånd från solen, något som är väsentligt för livet. Astronomen  John Barrow och matematikern Frank Tipler studerade ”förhållandet mellan jordens radie och avståndet till solen”. De kom till den slutsatsen att mänskligt liv inte skulle kunna existera, ”om förhållandet var aldrig så lite annorlunda än det är enligt observationerna”. Professor David L. Block säger: ”Beräkningarna visar att om jorden hade befunnit sig bara 5 procent närmare solen, skulle det ha uppstått en okontrollerad växthuseffekt [överhettning av jorden] för omkring 4.000 miljoner år sedan. Om jorden å andra sidan hade befunnit sig bara 1 procent längre bort från solen, skulle det ha inträffat en okontrollerad nedisning [större delen av jorden skulle ha täckts av enorma mängder is] för omkring 2.000 miljoner år sedan.” — Our Universe: Accident or Design?

Något annat som vittnar om precision är jordens rotationshastighet. Jorden roterar kring sin axel med ett varv per dygn, exakt rätt hastighet för att ge moderata temperaturer. Venus’ rotation tar 243 dygn. Tänk om jorden tog så lång tid på sig! Vi skulle inte kunna överleva de extrema temperaturer som så långa dagar och nätter skulle ge.

En annan viktig detalj är jordens bana runt solen. Kometer har en starkt elliptisk bana. Vi kan vara glada att jorden inte har det. Dess omloppsbana är nära nog cirkelrund. Också det bidrar till att vi slipper uppleva livshotande extrema temperaturer.

Vi får inte heller glömma solsystemets läge. Om vårt solsystem låg närmare centrum av Vintergatan, skulle gravitationen från närliggande stjärnor rubba jordens omloppsbana. Om det däremot låg i själva utkanten av vår galax, skulle natthimlen vara praktiskt taget helt utan stjärnor. Stjärnornas ljus är inte väsentligt för livet, men gör det inte natthimlen  oändligt vacker? Forskarna har dessutom, med ledning av de nuvarande uppfattningarna om universum, räknat ut att det i utkanterna av Vintergatan inte skulle ha funnits tillräckligt mycket av de grundämnen som behövs för att bilda ett sådant solsystem som vårt. *

Lag och ordning

Av personlig erfarenhet vet du förmodligen att allting har en tendens att gå från ordning mot oordning. Som varje husägare märkt har saker och ting som lämnas åt sig själva en tendens att brytas ner eller upplösas i sina beståndsdelar. Forskarna refererar till denna tendens som ”termodynamikens andra  huvudsats”. Vi kan se den huvudsatsen eller lagen i verksamhet dagligen. En ny bil eller cykel som lämnas åt sitt öde blir till sist skrot. Överge en byggnad, och den blir ett fallfärdigt ruckel. Hur är det då med universum? Lagen är tillämplig där också. Man skulle därför kunna tro att den ordning som finns i hela universum så småningom skall övergå i fullständig oordning.

Detta ser emellertid inte ut att hända med universum, enligt vad professorn i matematik Roger Penrose upptäckte när han studerade graden av oordning (entropi) i det observerbara universum. En logisk slutsats av sådana upptäckter är att universum började i ett ordnat tillstånd och fortfarande är i hög grad organiserat. Astrofysikern Alan Lightman säger att forskarna ”anser det vara ett mysterium att universum skapades i ett tillstånd av så stor ordning”. Han säger också att ”en framgångsrik kosmologisk teori till slut bör förklara detta entropiproblem” — varför universum inte har blivit kaotiskt.

Vår existens står faktiskt också i strid med denna erkända lag, termodynamikens andra huvudsats. Hur kommer det sig då att vi finns till här på jorden? Som tidigare nämnts är det en grundläggande fråga som vi bör vara intresserade av att få svar på.

[Fotnoter]

[Ruta på sidan 15]

Försök räkna stjärnorna

Man beräknar att det finns mer än 100.000.000.000 (100 miljarder) stjärnor i Vintergatan. Tänk dig att ett uppslagsverk ägnade en sida åt var och en av dessa stjärnor — vårt solsystem skulle alltså få en sida. Hur många band skulle verket behöva omfatta för att redovisa stjärnorna i Vintergatan?

Om banden var så tjocka som i ett ordinärt uppslagsverk, skulle de inte få plats i New York Public Library som har 412 kilometer hyllor!

Hur lång tid skulle det ta att läsa igenom de här sidorna? ”Bara att bläddra igenom verket med en hastighet av en sida i sekunden skulle ta över tio tusen år”, uppges det i boken Coming of Age in the Milky Way. Och stjärnorna i vår galax utgör bara en bråkdel av stjärnorna i de uppskattningsvis 50.000.000.000 (50 miljarder) galaxer som finns i universum. Om uppslagsverket innehöll en sida för var och en av dessa stjärnor, skulle det inte rymmas på hyllorna i alla bibliotek på jorden. ”Ju mer vi vet om universum, desto mer inser vi hur lite vi vet”, påpekas det i boken.

[Ruta på sidan 16]

Jastrow om ”Början”

Robert Jastrow, professor i astronomi och geologi vid Columbia University, skriver: ”Det är inte många astronomer som väntade sig att detta — universums plötsliga födelse — skulle bli ett bevisat vetenskapligt faktum, men observationer av himlen genom teleskop har tvingat dem till denna slutsats.”

Jastrow kommer sedan in på konsekvenserna: ”Det astronomiska beviset för en Början försätter forskarna i ett obehagligt läge. De anser nämligen att alla händelser i universum kan förklaras av naturliga krafter. ... Den brittiske astronomen E. A. Milne har skrivit: ’Vi kan inte göra några påståenden om situationen (i början). I det gudomliga skapelseögonblicket fanns det ingen som observerade Gud och inga vittnen.’” — Underverket hjärnan.

[Ruta på sidan 17]

Fysikens fyra fundamentala krafter

1. Gravitationen — en mycket svag kraft när det gäller atomer. Den verkar på stora objekt — planeter, stjärnor, galaxer.

2. Elektromagnetismen — den viktiga dragningskraften mellan protoner och elektroner, vilken gör att molekyler kan bildas. Blixten är en yttring av denna kraft.

3. Den starka kärnkraften (starka växelverkan) — den kraft som håller samman protonerna och neutronerna i atomkärnan.

4. Den svaga kärnkraften (svaga växelverkan) — den kraft som styr det radioaktiva sönderfallet och den effektiva termonukleära aktiviteten i solen.

[Ruta på sidan 20]

”Kombination av tillfälligheter”

”Gör den svaga kraften en aning starkare, och det skulle inte ha bildats något helium; gör den en aning svagare, och så gott som allt väte skulle ha omvandlats till helium.”

”Möjligheten för existensen av ett universum, där det finns något helium och även exploderande supernovor, är mycket liten. Vår existens är beroende av denna kombination av tillfälligheter och av en ännu mer dramatisk tillfällighet, nämligen de kärnenerginivåer som [astronomen Fred] Hoyle förutsade. I olikhet med alla tidigare generationer vet vi hur det kommer sig att vi finns till. Men i likhet med alla tidigare generationer vet vi fortfarande inte varför.” — New Scientist.

[Ruta på sidan 22]

”De speciella förhållanden på jorden som är en följd av dess idealiska storlek, grundämnenas sammansättning och den nära nog cirkelrunda omloppsbanan på perfekt avstånd från en långlivad stjärna, solen, gjorde att vatten kunde samlas på jordytan.” (Integrated Principles of Zoology, 7:e upplagan) Utan vatten skulle det inte ha funnits något liv på jorden.

[Ruta på sidan 24]

Tro bara på det man kan se?

Det finns många förnuftiga människor som godtar existensen av sådant som de inte kan se. I tidskriften Discover för januari 1997 rapporterades det att astronomer påvisat existensen av något som de menade var omkring ett dussin planeter som kretsar kring avlägsna stjärnor.

”Hittills är de nya planeterna kända endast genom det sätt på vilket deras gravitation rubbar moderstjärnans rörelse.” Ja, de synliga verkningarna av gravitationen gav astronomerna skäl att tro på existensen av himlakroppar som de inte hade sett.

Omständighetsbevis — inte direkt observation — gav forskarna tillräckliga skäl att godta något som de ännu inte kunde se. Många som tror på en Skapare menar att de har liknande skäl att godta något som de inte kan se.

[Ruta på sidan 25]

Sir Fred Hoyle förklarar i boken Världsalltets byggnad: ”Skall man komma ifrån tanken på en skapelse, måste man förutsätta att all materia i universum har en oändligt hög ålder, och detta är omöjligt. ... Väte omvandlas ständigt till helium och de andra grundämnena. ... Hur kommer det sig då, att universum består nästan helt och hållet av väte? Om materien vore oändligt gammal, skulle detta vara omöjligt. Vi ser alltså, att som universum nu är, vi helt enkelt inte kan komma ifrån skapelsetanken.”

[Bild på sidorna 12, 13]

Vår sol är oansenlig i galaxen Vintergatan. Detta illustreras här med en ruta i spiralgalaxen NGC 5236

Vintergatan innehåller mer än 100 miljarder stjärnor, och den är bara en av mer än 50 miljarder galaxer i det kända universum

[Bild på sidan 14]

Astronomen Edwin Hubble (1889–1953) insåg att en rödförskjutning i ljuset från avlägsna galaxer visade att vårt universum expanderar och således har en begynnelse

[Bild på sidan 19]

Exakt avpassning av styrkan hos de krafter som kontrollerar vår sol ger de exakt rätta förhållandena för livet på jorden