Om Universets tid


Her er et spørgsmål om gyldigheden af den tid vi måler, fra Søren Brier til Anja Andersen, som hun sendte
videre i hierarkiet...

    > Kære Anja Andersen

    > Jeg læste din inspirerende klumme i Weekendavisen tillæg Ideer nr. 41.
    > Man ser så tit universets alder angivet, men ifølge Einsteins relativitetsteorier har hvert
    > system sin egen tid. De har således tider og hastigheder i forhold til hinanden. Men er universet
    > et sådant system? Hvorledes definerer man et system, der kan have sin egen tid? Hvorledes kan
    > universet have en tid, nåt det ikke er relativt til noget - andet end en rum-tidløs tomhed? Mange
    > påpeger, at universet på en måde er evigt da man ikke kan sige, hvornår det blev dannet, da der
    > ingen tid er før universet.
    >
    > Allerede Augustin påpeger at universet ikke er lavet i tid men med tid og Aristoteles påpeger at
    > universets er alle tings sted, men ikke selv har noget sted at være. Fysikeren Peder Voetmann
    > Christiansen skrev i sin tid en artikel til Paradigma 1. årgang. nr. 2, april 1987 artiklen
    > "Har universet en tid", hvor han stillede sig tvivlende og vi lavede også et intetrview med
    > Holger Bech om det. Han var ret uafklaret omkring det spørgsmål. Svarer man nej, vil det det
    > da også dekonstruere den store objektive fortælling som fysikerne har skabt om universet.
    >
    > Så hvordan godtgør man, at det første sekund efter Big Bang har den samme varighed (i forhold
    > til hvad?) som de sekunder, der går mens jeg skriver dette? Hvilken sandhedsværdi har fysikernes
    > fortælling om vores enestående univers, som de i sig selv ikke kan lave eksperimenter med? Det
    > er jo ikke naturvidenskab i traditionel forstand!
    >
    > Venlig hilsen/Best wishes
    >
    > Søren Brier


Hej Søren,

Det er et fantastisk spørgsmål, du stiller, for du har jo faktisk ret. Eftersom som tid er
relativt, er man nødt til at definere en referenceramme, i hvilken vi måler f.eks. Universets alder.

Det almindelige valg er den ref.ramme, i hvilken galakserne lokalt og i gennemsnit ligger stille, og i denne
ref.ramme er Universets alder de der 13.7 mia. år. Men set for en partikel, der blev dannet ved Big
Bang, og siden da har bevæget sig afsted med høj hastighed, er Universets alder meget mindre,
og for en foton, der blev dannet ved rekombinationen (en "kosmisk mikrobølgebaggrundsstrålingsfoton"),
er Universet ikke blevet et sekund ældre end de 380,000 år det var, da det skete.

Ser vi på en galakse, der ligger f.eks. 8.8 mia. lysår væk ("rødforskydning = 0.8"), bevæger den sig
pga. Universets udvidelse væk fra os med næsten lysets hastighed, og pga. denne hastighed vil Universets
alder i denne galakse kun være halvdelen af, hvad den er her. Dvs., at vi ser tilbage i tiden, til da Universet
var halvt så gammelt. Men for en gut, der sidder stille i den galakse, vil Universet være de 13.7 mia. år,
men han, hvis han observerer Mælkevejen, ville konkludere, at vi kun havde gennemlevet halvdelen
af hans Univers' alder. Det er essensen af begrebet "alt er relativt".

Et sekund kort efter Big Bang, og et sekund nu, og til alle tider, er altid det samme i en given ref.ramme,
men ikke i to forskellige. Det er der ikke noget mærkeligt i. Eller jo, det er der. Det er faktisk ret mærkeligt,
fantastisk, gåsehudsfrembringende, og til tider angstprovokerende. Men ikke desto mindre sandt.

Sandhedsværdien om vores enestående Univers er vel kun sand op til at vi tror på, at vi fortolker
vores observationer og teorier korrekt. Men det tror vi efterhånden vi gør. Og selvom vi ikke kan lave
live-eksperimenter med det, kan vi noget der i mange henseender er meget bedre: Vi kan observere,
hvordan det ser ud ikke bare live, men også til alle tidspunkter siden det blev dannet, og derfor mener
vi, at vi har rimelig godt styr på det efterhånden, i hvert fald det store billede. Men der er selvfølgelig
meget, vi endnu ikke har styr på.

Det er sandsynligvis rigtigt, at der ikke var nogen tid før Big Bang. Tiden og Rummet
blev skabt samtidigt. Men det betyder på ingen måde, at vi ikke kan sige, hvor gammelt
Universet er, tværtimod, vel egentligt. Det er i princippet bare at kigge på, hvor hurtigt
galakserne bevæger sig væk fra os, og så regne baglæns. Så kan vi se, at de alle
sammen var lige her, hvor jeg står, for 13.7 mia. siden.

Og selv hvis vi ikke kunne sige, hvor gammel Universet var, giver det i mine øjne ikke
mening at påstå, at Universet er evigt...

Og som svar på det med, at det ikke er naturvidenskab i traditionel forstand: Det er jeg
heller ikke enig i. Jeg synes faktisk, astronomi er meget traditionel. Det handler om
at prøve at forklare de fænomener vi ser, og det gør vi ved først at iagttage fænomenet
grundigt, og dernæst opstille en teori, der kan forklare det. Teorien er kun rigtig interessant,
hvis den samtidig forudsiger noget, der kan verificeres eller falsificeres, som vi dernæst
kan gå ud og afprøve. Det er vel egt. meget traditionel naturvidenskab.

Peder Voetmann var i øvrigt min vejleder, da jeg skrev bachelorprojekt. Han skrev også en artikel
om noget med sandsynligheder, hvor han omtalte et eller andet der var så usandsynligt som hvis
World Trade Center styrtede sammen, og hvis det skete, ville han hoppe ud af vinduet. Senere skete
det jo så, og så hoppede han ud af vinduet (han var på det tidspunkt et par og tres).

Heldigvis bor han i stuen.

Her er en vigtig pointe, tilføjet af Johan Fynbo:

        Her er mit bud. Den klasse af modeller vi bruger til at beskrive Universet
        er såkaldte Friedman-modeller. De er et resultat af Einsteins generelle
        relativitetsteori og en antagelse som vi kalder, "det kosmologiske princip",
        nemlig, at Universet er homogent og isotropt (Universet har lige meget stof
        overalt og ser ens ud i alle retninger). I disse modeller giver det mening
        at tale om en tid, nemlig den tid ure, der falder frit i et sådant Univers
        måler. De vil alle måle den same tid. Nulpunktet for tiden kan defineres i
        alle de af modellerne, der har et Big Bang.
       
        Er Universet så velbeskrevet ved en Friedman-model? Det er ikke til udtale
        sog om hele Universet, men vi kan sige, at vores observbare del af Universet
        er velbeskrevet ved en sådan model. Om den samme model beskriver hele
        Universet er spekulativt, men inden for rammerne af den såkaldte inflations-
        teori er svaret: nej.
       
        Et godt sted at gå mere ind i dette er i encyklopædien.
       
        Bedste hilsener,
        Johan

Johan har nogle gange lidt travlt. Derfor staver han tit forkert. Men altså, det han siger er, at vi jo kun
kan udtale os om den del af Universet, som vi kan observere. Universets er sansynligvis uendelig stort, og
der kan vel sagtens gælde andre fysiske love i andre fjerne, fjerne dele af det.

Håber det var svar nok.

Bedste hilsener,
Peter Laursen

(Du kan se flere svar til interesserede læsere her, under "Brevkasse".)