Sarepta
Om Sarepta blank blank blank Søk blank blank blank English blank
Sarepta
strek
Vårt strålende univers
strek
strek
strek
Sola
strek
strek
Vår naboplanet Venus
strek
strek
Utforsk planeten Mars
strek
strek
I bane rundt Saturn
strek
strek
Satellitter i bane
strek
strek
Romsonder og bemannede romfartøy
strek
strek
Jorda sett fra satellitt
strek
strek
Satellitter overvåker jorda
strek
strek
Jordobservasjon og GIS
strek
strek
Spinn-off
strek
strek
blank blank blank blank blank
strek
Satellittbilder
strek
strek
strek
Lenkebibliotek
strek
strek
Ordliste
strek
strek
Programvare
strek
strek
Læreplaner
strek
strek
Konkurranser
strek
strek
Prosjekter, aktiviteter
strek
strek
Nyhetsnotiser
strek
strek
blank
Et strålende univers
Universet vårt er fylt av elektromagnetisk stråling – lys, ultrafiolett stråling, røntgenstråling, infrarød stråling, mikrobølger, radiobølger osv. Ved hjelp av teleskop og detektorer kan vi registrere denne strålingen og skaffe oss bilder og informasjon om sola, andre stjerner, andre planeter, galakser, sorte hull og vi kan til og med skaffe oss et bilde av hvordan universet så ut rett etter at det hadde blitt til i det store smellet.
 
Trykk på bildet for å få en større versjon. STSci.
Trykk på bildet for å få en større versjon. STSci.
I bildet til høyre ser vi et eksempel på hvordan teleskop som er plassert ute i verdensrommet kan se langt bakover i tid. Bildet er tatt av Hubbleteleskopet i 2009. De rødeste prikkene vi ser på bildet er lys som ble sendt ut fra galakser ”bare” 600 millioner år etter det store smellet. Dette betyr at lyset har reist gjennom universet i nesten 14 milliarder år før det har truffet teleskopet – vi ser galaksene slik de så ut for om lag 14 milliarder år siden! Dette er faktisk ikke det tidligste fotografiet vi kan få av universet. Lenger ned på siden kan du lese om hvordan vi kan se på hvordan universet så ut 380 000 år etter at det ble til. I artikkelen ”Plancksonden” kan du lese mer om dette.
 
Det store smellet
Universet ble til for om lag 13,7 milliarder år siden, i det som omtales som det store smellet, eller ”The Big Bang” på engelsk. Det gir ikke noe mening i å spørre seg om hvor det store smellet skjedde – det skjedde overalt! Det er kanskje heller ikke noe poeng i å spørre seg om hva som skjedde før det store smellet, for tiden begynte trolig da – det er kanskje ikke noe ”før det store smellet”, men dette er vi ikke helt sikre på enda.

Med teoriene vi har i dag kan vi ikke si noe om hvordan universet var da det var yngre enn 10-43 sekunder gammelt, altså 0,0000000000000000000000000000000000000000001 sekunder gammelt. Dette er veldig nærme begynnelsen, men viktige ting kan ha skjedd på denne korte tiden, så det forskes mye på hvordan vi kan si noe om universet da det var enda yngre enn det vi kan i dag. For å gå lenger tilbake i tid må vi kombinere gravitasjonsteorien, som sier noe om de store strukturene i universet, med kvanteteorien, som sier noe om de små strukturene i universet. Grunnen til at vi må kombinere disse teoriene er at de store strukturene naturligvis er viktige når vi vil studere dynamikken til hele universet, men da universet var ungt var det stappfullt av stråling og materie, noe som innebærer at også små strukturer på atomært nivå var sentrale for universets dynamikk på denne tiden.
 
Rett etter at universet ble til vokste det seg veldig stort over en veldig kort periode. Denne perioden kalles inflasjonsepoken. Når vi snakker om inflasjon mener vi at noe vokser akselererende, og det var nettopp det universet gjorde – det ekspanderte mer og mer, og denne ekspansjonen skjedde hurtigere og hurtigere. Det finnes mange teorier om hvordan inflasjonsepoken startet, men vi er ikke sikre på hvilken som er rett. Vi er heller ikke sikre på hvorfor denne inflasjonsperioden stoppet opp da universet var om lag 10-33 sekunder gammelt. Til tross for at vi ikke er helt sikre på detaljene rundt denne teorien er vi sikre på at en slik inflasjon har forekommet, det er i hvert fall ingen annen teori som kan forklare mange av observasjonene som er gjort av universet. En av disse observasjonene er at det som omtales som den kosmiske bakgrunnsstrålingen nesten ser helt homogen ut.
 
Den kosmiske bakgrunnsstrålingen
Like etter det store smellet var universet stappfullt av materie og stråling. Dette innebærer blant annet at partiklene og strålingen som fantes i det hadde veldig mye bevegelsesenergi (kinetisk energi), noe som igjen innebærer at det var veldig høy temperatur i universet på denne tiden. Den elektromagnetiske strålingen hadde veldig mye mer energi enn det den kan ha for at øynene våre kan se den, men etter hvert som universet har blitt eldre har det også blitt større, og strålingen har med det mistet mye energi. Selv om universet stoppet å vokse like hurtig som i inflasjonsepoken etter at det var blitt 10-33 sekunder gammelt, fortsatte det å ekspandere, og det ekspanderer den dag i dag. Dette gjør at stråling som reiser gjennom det mister energi på grunn av det som kalles Doppler-effekten. Dette er den samme effekten som får lyden fra en sirene på en brann-, politi- eller sykebil til å forandre seg når den beveger seg mot eller fra oss. Når sirenen beveger seg bort fra oss mister lydbølgende fra den energi – det er dette som gjør at sirenen høres annerledes ut enn det den gjør når den står stille. På tilsvarende måte mister lyset energi når lyskilden beveger seg bort fra oss, eller tilsvarende; når rommet mellom lyskilden og oss utvider seg mister lyset energi. Dette er illustrert i figuren under.
 
Når rommet utvider seg blir lysbølgene strekt ut - bølgelengden blir lengre og lyset mister energi. Vi sier at lyset blir rødforskøvet.
Når rommet utvider seg blir lysbølgene strekt ut - bølgelengden blir lengre og lyset mister energi. Vi sier at lyset blir rødforskøvet.
 
Bakgrunnsstråling registrert av romsonden WMAP. NASA.
Bakgrunnsstråling registrert av romsonden WMAP. NASA.
Mye av strålingen som fantes i det tidlige universet har reist gjennom rommet uten å treffe noe – det har reist helt uforstyrret gjennom universet i 13,7 milliarder år! Denne strålingen kalles den kosmiske bakgrunnsstrålingen. Akkurat som et kamera bygger opp bilder ved å detektere lys som kommer fra ulike objekter vi ønsker å avfotografere, kan vi ved å detektere bakgrunnsstrålingen få et bilde av universet slik det så ut da det var veldig ungt. Bakgrunnsstrålingen omtales gjerne som et fossil av universets barndom. Over ser vi et slikt bilde som romsonden WMAP har tatt av bakgrunnsstrålingen. I 2009 ble romsonden Planck skutt opp. Denne vil gi et enda mer detaljert bilde av variasjonene i bakgrunnsstrålingen enn det WMAP har gitt oss. I artikkelen ”Plancksonden” kan du lese mer om dette.

Fordi bakgrunnsstrålingen har reist så lenge i et univers som vokser seg større og større, har den i dag mistet så mye energi at den har for lite energi til at vi kan se den med øynene våre. Vi må bruke detektorer til å oppfatte den. De første som gjorde dette, var Penzias og Bell, som fikk nobelprisen for sin oppdagelse i 1965. For å detektere bakgrunnsstrålingen brukte de en hornantenne ved Bell telefonlaboratoriet. Etter Penzias og Bell har romsondene COBE (Cosmic Background Explorer), som ble sendt opp i 1989, WMAP (The Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), som ble sendt opp i 2001, og senest romsonden Planck studert bakgrunnsstrålingen fra verdensrommet.
 
Variasjoner i den kosmiske bakgrunnsstrålingen
Hvis vi ser rundt oss i dag ser vi at universet langt fra ser likt ut overalt, vi har asteroider, planeter, stjerner, galakser osv. For å få slike variasjoner vi har i dag må vi også ha hatt variasjoner i det tidlige universet, og dermed må vi kunne se variasjoner i bakgrunnsstrålingen. Hvis bakgrunnsstrålingen hadde vært helt jevn, hvis vi hadde fått like mye og like energirik stråling i bakgrunnsstrålingen fra alle retninger, så er det ingen grunn til at universet skal ha klumpet seg sammen i galakser, stjerner, planeter, asteroider osv. Variasjonene i bakgrunnsstrålingen er de tidligste strukturene i universet, og disse gjenspeiler strukturene vi finner i dag. Det er naturligvis veldig interessant å studere disse variasjonene, men det har vist seg å ikke være så lett.
Bakgrunnstrålingen er den strålingen vi kjenner til som har minst variasjoner, den er nesten helt homogen og isotrop (dette betyr at den nesten ser helt lik ut overalt og i alle retninger). Temperaturvariasjonene i den er under 0,001 grader Celsius. Får å klare å se disse små variasjonene må vi ha veldig gode detektorer, og vi må plassere dem ute i verdensrommet slik at atmosfæren ikke forstyrrer målingene. Penzias og Bell klarte riktignok å detektere strålingen med en hornantenne, men de hadde ikke mulighet til å se noen variasjoner i den. Faktisk er noen få prosent av ”snøbildet” en får på TV-skjermen når en bruker en vanlig antenne, og ikke får inn noe ordentlig bilde, signaler fra bakgrunnsstrålingen. Det er med andre ord ganske enkelt med dagens teknologi å se bakgrunnsstrålingen, men det er umulig å se noen variasjoner i den uten å studere den fra verdensrommet.
 
Observasjon av annen kosmisk stråling
Romteleskopet Hubble.STSci.
Romteleskopet Hubble.STSci.
Det er naturligvis ikke bare den kosmiske bakgrunnsstrålingen som er interessant å se på i verdensrommet. Galakser, stjerner, planeter og til og med sorte hull sender ut stråling. Vi kan studere strålingen med teleskop på bakken, men strålingen vil i større eller mindre grad, blant annet avhengig av energien, blir forstyrret av atmosfæren. Vi plasserer derfor også observatorier ute i verdensrommet. Det mest kjente av disse er romteleskopet Hubble som du kan se på bildet til høyre, men dette er langt fra det eneste. Det finnes en rekke teleskop der ute. Noen ser på lys som sendes ut i det synlige spekteret, mens andre detekterer elektromagnetisk stråling som enten har for mye eller for lite energi til at vi kan se det med øynene våre.

I artikkelen ”Elektromagnetisk stråling” kan du lese mer om strålingen, og for faget naturfag på ndla.no er det tilgjengelig en elektronisk forelesning om hvordan vi kan tolke noe av strålingen som kommer fra universet.
Tips noen om denne siden Utskriftsversjon av denne siden
 
Dette temaet inneholder også:
Et univers av stjerner
AMS - Alpha Magnetic Spectrometer
Hubblesonden
Plancksonden
Herschelsonden
Rosetta leter etter svar i verdensrommet
Elektromagnetisk stråling
blank blank
blank
blank blank blank blank blank blank
Sarepta er en tjeneste fra Nasjonalt senter for romrelatert opplæring, www.narom.no
i samarbeid med Norsk Romsenter, www.romsenter.no.
Kontakt Sarepta
blank