Videnskabet: Verdens alder ifølge de højeste autoriteter

En læser sagde til mig: »I kan da ikke vide at Jorden er milliarder af år gammel, eller hvordan universet så ud da det var nogle tusind år gammelt. Hvordan skulle I dog kunne vide det?«

Dertil må jeg sige, vi skal lære så længe vi lever om den verden og det univers, vi faktisk lever i, og det her er lige så sikkert som at Jorden er en kugle der går rundt om Solen på et år.

Dog kan jeg ikke på denne korte plads fortælle om instrumenter og målinger og matematiske beregninger som tusinder af mennesker har måttet arbejde med gennem mange år for at nå frem til den viden vi har i dag.

Jeg kan kun fortælle om resultaterne og forsikre om at disse tusinder af videnskabsfolk er meget omhyggelige, og de er på vagt. De er ude efter sandheden og derfor ude efter at opdage hvis der er fejl i det de andre har skrevet.

Vi kender langt fra alt om universet, men her følger nogle få af de sikre videnskabelige resultater.

Verdens skabelse
Religionerne har meget forskellige beretninger om verdens skabelse, og inden for kristendommen har de enkelte mennesker forskellige meninger, fx om hvor bogstaveligt Bibelen skal forstås.

Vi må være klar over at størstedelen af Jordens befolkning tror på beskrivelsen af verdens skabelse i deres egen religion. Det videnskabelige billede af verden og universet bliver tit afvist hvis man prøver at forklare det.

Jøderne sætter verdens skabelse til den 7. oktober 3761 før Kristi fødsel og angiver årstal i deres kalender efter denne dato. I Danmark har man i begyndelsen af det 17. århundrede sat verdens skabelse til 3967 før Kristi fødsel efter en beregning af Longomontanus der var Tycho Brahes berømte elev som Christian IV byggede Rundetaarn til.

Dette tidspunkt er fundet ved en sammentælling fra det Gamle Testamente. Der står altid hvornår en søn blev undfanget, fx ‘Da Enok havde levet 65 år, avlede han Metusalem.’

Endnu omkring år 1800 troede alle kristne, også videnskabsfolk, at verden blev skabt for 6.000 år siden. Mange moderne danskere tager også disse årstal alvorligt, både mennesker fra Folkekirken og Jehovas Vidner.

Antallet af år siden verdens skabelse blev hvert år angivet på den første side i Københavns Universitets Almanak. Det krævede Ministeriet lige op til 1911 trods protester fra de astronomer der ellers havde ansvar for almanakken.

Geologerne ved universitetet havde dog allerede i 1866 anerkendt at Jorden er millioner af år gammel.

Big Bang begyndte verden
Den videnskabelige opfattelse af verdens begyndelse er meget anderledes end religionernes, og forskningen bringer hele tiden nyt til, men det følgende har i store træk ligget fast i årtier.

For knap 14 milliarder år siden begyndte universet. Det allerførste øjeblik fra nul til en septilliontedel (10-42) af et sekund ved vi intet om fordi alle kendte fysiske love bryder sammen under de ekstreme forhold der herskede, men så tæt kommer vi altså på begyndelsen.

Der var meget stor tæthed og en temperatur på mange milliarder grader, og det hele udvidede sig meget hurtigt.
Der fandtes endnu ingen atomkerner, men de første blev dannet af stoffet da universet var få minutter gammelt idet temperaturen var faldet til under en milliard grader ved den stadige udvidelse.

Dette og meget mere kan man sige ud fra fysiske beregninger, og det stemmer med observationer af universets og stjernernes kemiske sammensætning af brint, helium og andre grundstoffer.

Hvad var der før Big Bang? Mange videnskabsfolk mener at vi intet kan sige om selve tidens begyndelse fordi de kendte fysiske love ikke gælder. Men Stephen Hawking har i 1988 vovet et svar som har betydelig tilslutning: ‘Selve tiden begyndte med Big Bang.

At spørge, hvad der gik forud, har ikke mere mening, end at spørge hvad der ligger syd for Jordens sydpol.’

Det må man acceptere som et alvorligt svar fra en fremragende forsker der ikke bare kan afvises. Det drejer sig om tiden som den forstås i Einsteins Relativitetsteori fra 1905 og 1915.

Denne teori sammen med atomfysikken (eller rettere kvantemekanikken) har vist sig at være uhyre nøjagtig i beskrivelsen både af planeternes bevægelser og af de mest ekstreme forhold i universet.

Det er fysiske forhold som vi ikke har nogen som helst direkte erfaring med. Meninger begrundet med ‘den sunde fornuft’ eller med spekulationer dur ikke her, kun matematisk-fysiske beregninger.

Det andet billede viser den stjernehimmel vi ser i dag hvor stjernerne er milliarder af år gamle.

Selve stjernerne betyder at der er en enorm kontrast med tusinder af gange mere lys lige fra en stjerne end ved siden af den.

Helt anderledes er det i det ‘unge’ univers på det tredje billede der er et meget direkte vidnesbyrd om Big Bang. Universet var kun 400.000 år gammelt, og der fandtes slet ingen stjerner. Vort kamera har fanget lyset direkte fra den glødende gas da hele universet var 3.000 grader varmt.

Lyset fra atomerne blev straks indfanget af et andet atom lige ved siden af. Men pludselig blev gassen gennemsigtig fordi den blev koldere end 3.000 grader på grund af universets udvidelse.

Det lys, der lige var på vej, løb nu bare videre fordi de koldere atomer ikke mere kunne indfange lyset. Lysets bølgelængde er i de 14 milliarder år øget 1.000 gange på grund af universets udvidelse så vi nu modtager det som mikrobølger på særlige kameraer.

Fagfolk taler om 2,7 grader Kelvin strålingen fordi det meget nøje svarer til stråling fra et sort legeme med denne temperatur, altså 2,7 grader over det absolutte nulpunkt som er minus 273,15 grader Celcius. Strålingen blev opdaget i 1964 af A.A. Penzias og R.W. Wilson der fik nobelprisen i fysik i 1978.

Verdens alder gennem tiderne
Det er først i de senere år at vi har været i stand til at bestemme verdens eller universets alder til knap 14 milliarder år. I denne sammenhæng er det interessant at betragte den følgende tabel der giver en oversigt over verdens alder ifølge de højeste autoriteter.

Religion og filosofi, øverst i tabel 1, har for over to tusind år siden angivet vidt forskellige aldre som mange tror på også i vor moderne tid skønt de er fundet alene ved spekulation. Grækeren Aristoteles (384-322 før Kristi) blev også i middelalderen betragtet som den store filosof, og han har en gud i sit filosofiske system.

I hans spekulative system er verden uendelig gammel fordi alle begivenheder gentages helt nøjagtigt efter en meget lang periode.

Viden om naturens indretning kan imidlertid kun opnås ved målinger og matematisk beskrivelse, ikke ved spekulation. Det vidste Archimedes (ca. 287-212 før Kristi), men kun få brugte hans metoder i oldtiden. Archimedes’ synspunkt kom frem igen i den sene middelalder hvor en af de første fortalere var Nicolaus Cusanus (1401-64), biskop og kardinal.

Cusanus var en af den katolske kirkes store teologer, men han tog sig også tid til frugtbart arbejde med matematik og fysik. Snart fulgte renæssancen hvor Archimedes’ metode (måling og matematik) sejrede så fuldstændigt at han må kaldes den moderne videnskabs fader.

Hundrede års forskning
Ved år 1900 herskede den videnskabelige opfattelse at man havde et statisk, altså ubevægeligt og derfor uendelig gammelt univers. Det havde en udstrækning så lyset fra de fjerneste stjerner var 30.000 år undervejs til os.

Det bestod kun af vores Mælkevej med dens stjerner og tåger. Men snart blev det opdaget, at mange af tågerne er meget længere borte og har omkring samme størrelse som vores Mælkevej. Vi kalder dem nu for galakser, og vores Mælkevej er selv en galakse. Hver galakse rummer mange milliarder stjerner.

I 1929 opdagede Edwin Hubble at alle galakser fjerner sig fra os på en måde vi mest enkelt forstår som at hele universet udvider sig. Hubble kunne derpå straks beregne en udvidelsesalder på to milliarder år. For 1950 viser tabel 1 samme alder for universet som Hubble fandt over tyve år tidligere og samtidig en højere alder for Jorden! Der måtte jo være noget galt.

Efterhånden opdagede man at denne alder for universet var ti gange for lille, især på grund af den tids fejl i afstande til galakserne. Men der var også andre fejl som efterhånden blev udryddet takket være en enorm indsats af målinger med nye instrumenter og af bedre astrofysiske teorier.

Nu ved vi at universet er knap 14 milliarder år gammelt idet det begyndte med Big Bang. Det betyder at det synlige univers er næsten en million gange større i afstande end man troede omkring år 1900 eftersom det ældste lys i universet har været undervejs i mange milliarder år.

Geologerne har målt Jordens alder (sidste søjle i tabel 1) ved at måle indholdet af radioaktivitet i klipper og meteoritter på samme måde som arkæologer bestemmer aldre ved kulstof-14 metoden, og de har for længst nået en nøjagtighed på bedre end en procent.

Endelig til spørgsmålet: Hvad kan det her så bruges til? Svaret er at det skal lære os alle at forstå den verden og det univers vi faktisk lever i. Det skal lære os at rene spekulationer om naturens indretning fører på vildspor. Selv om nogle emner bedst klares ved brug af vores sunde fornuft, er målinger, fysik og matematik nødvendige.

Erik Høg er astronom og dr.scient.,
Niels Bohr Institutet, KU.

Billede 1: GUDS SKABEN – Gud skaber Solen og Månen for 6.000 år siden. Malet af Michelangelo omkring 1510 i Vatikanets Sixtinske Kapel. På dette billede fra internettet mangler Månen ved Guds venstre hånd, desværre. Til venstre ses Gud bagfra da han skaber planterne på tredjedagen.

Billede 2: DET GAMLE UNIVERS – Billedet viser hele stjernehimlen med Mælkevejens tætte mylder af stjerner i midten. Hele himlen ligger inden for den oval man lige skimter i omrids. Lyset fra stjernerne er hundreder af år undervejs inden det når os. Stjernerne lyser
stadig derude, og de bliver ved i milliarder af år (1 milliard lig med 1.000 millioner).

Billede 3: DET UNGE UNIVERS – Her ses universet da det kun var 400.000 år gammelt. Vi ser hele himlen inden for en oval som på det foregående billede, men med det lys der blev udsendt for næsten 14 milliarder år siden. Temperaturen på omkring 2,7 grader Kelvin vises, og der er kun uhyre små forskelle på mindre end 0,0002 grader hen over himlen. Billedet giver mange oplysninger om det unge univers.