Fra plancktiden etter Big Bang til mørk energi og entropi: fem sentrale temaer i fysikken som utfordrer forståelsen av tid og universet.
Kort fortalt
- Plancktiden
- I universets første øyeblikk, ved plancktiden 10^-43 s, var tidrommet ikke kontinuerlig, ifølge Store norske leksikon.
- Tidens pil
- Astrofysikeren Arthur Stanley Eddington innførte betegnelsen «tidens pil» for entropien.
- Kosmologisk konstant
- Albert Einstein innførte den kosmologiske konstanten i 1917, ifølge Store norske leksikon.
- Mørk energi
- I 1998 ble det oppdaget at universets ekspansjon akselererer, ifølge Store norske leksikon.
Innhold i artikkelen (7)
Tiden er rar — og fysikken vet det
Tiden oppleves som lineær og irreversibel. Mennesker fødes, lever og dør — alltid framover. Man husker fortiden, men ikke framtiden. Dette føles som loven fra naturens side. Men virkelig?
Ifølge relativitetsteorien er fysikkens beskrivelse av rom, tid og gravitasjon avhengig av referansesystemet, og Einstein konstruerte i det vesentlige denne teorien.
Her er fem temaer i fysikken hvor intuisjonen kan feile, og hvor universet viser seg fra en annen side.
Tidens natur
Naturen til tid er fortsatt et sentralt spørsmål i fysikken, med mange uløste problemer.
#1: Plancktiden etter Big Bang
Universet begynte å utvide seg ved big bang.
I universets aller første øyeblikk, ved plancktiden 10^-43 s, var tidrommet ikke kontinuerlig, ifølge Store norske leksikon.
Fordi det ifølge Store norske leksikon ikke eksisterer noen allment akseptert kvantegravitasjonsteori, finnes ingen fullstendig beskrivelse av denne perioden.
#2: Når lys møter sorte hull
Et sort hull er en annen skrivemåte for svart hull.
Et svart hull er et objekt der gravitasjonen er så sterk at ikke noe kan unnslippe, ikke engang lys.
Massen er konsentrert i en singularitet i sentrum.
Grensen hvor det blir umulig å unnslippe kalles hendelseshorisonten.
#3: Kvantemekanikkens mikroskopiske verden
Kvantemekanikken er den formelle, matematiske beskrivelsen av grunnleggende elementærpartiklers energi og dynamikk.
Teorien beskriver matematisk den mikroskopiske oppførselen til atomer og elektroner, og denne oppførselen gir opphav til makroskopiske egenskaper som elektrisk ledningsevne og lysrefleksjon.
Kvantemekanikk er en samlebetegnelse for flere ulike matematiske beskrivelser, blant annet Schrödingerlikningen for ikke-relativistiske systemer og kvantefeltteori for grunnleggende partikler.
#4: Timereversibilitet og tidens pil
De fleste lover i fysikken sier ingenting om hvilken vei en prosess går.
Beskrivelsen av en kastebane er for eksempel den samme begge veier; tidsforløpet kan gjerne gå bakover.
Termodynamikkens andre lov sier at den totale entropien i et isolert system alltid vil øke.
Den britiske astrofysikeren Arthur Stanley Eddington innførte betegnelsen «tidens pil» for entropien.
Entropi er et mål for uorden, og den statistiske betydningen ble innført av Ludwig Boltzmann.
#5: Den kosmologiske konstanten og mørk energi
Ifølge Store norske leksikon ble den kosmologiske konstanten innført av Albert Einstein i 1917 for å beskrive et statisk univers.
I 1998 ble det ifølge Store norske leksikon oppdaget at universets ekspansjon har økt farten, og den mørke energiens frastøtende gravitasjon er den vanligste forklaringen.
Mørk energi kan ifølge Store norske leksikon forklare universets inflasjonsfase, en periode med varighet på bare 10^-33 s ved universets tilblivelse.
Ifølge Store norske leksikon viste Lemaître at konstanten Λ representerer tettheten til en Lorentz-invariant vakuumenergi, og dette er fremdeles den foretrukne tolkningen.
Emner
