Den akademiske modell av kosmos har siden 1930-tallet blitt stadig mer bisarr, og strider mot all intuisjon. Idag råder teorier som at universet begynte med et Big bang; at universet ekspanderer og det i akselererende tempo, drevet av en mystisk anti-gravitasjonskraft kalt mørk energi; at rom skapes kontinuerlig ut av ingenting; at rom- tid-dimensjonen ”krummes”; at det skal finnes en mystisk mørk materie i universet som det er fem ganger mer av enn ordinær atom-basert materie, osv. Med referanse til Van Flandern (1998) og Arp (1998) spør vi om ikke alle disse bisarre teoriene skyldes svikt i én av de fundamentale formodningene bak Big bang-kosmologien, nemlig tolkningen av rødforskyvning.
”Jeg la spesielt merke til den vanlige praksis å ikke undersøke på ny de fundamentale formodninger som ligger bakom en teori fra det øyeblikk teorien får status som ”godkjent”, nesten uansett hvor uforenlig den måtte være med nye observasjoner eller eksperimenter. Jeg så at rundt visse aksepterte teorier utviklet det seg sterke interesser i å opprettholde deres ”status quo”. Det ble gradvis klart for meg at mange mennesker hadde mye å tape dersom en akseptert teori eller praksis ble utfordret: forfatterne av den opprinnelige teorien, hvis navn hadde blitt velkjente; alle de som publiserte artikler som refererer til eller avhenger av teorien; redaktører av fagtidsskrifter samt konsulenter som basert på teorien har tatt avgjørelser eller kritisert andre verker; finansieringsorganer som har betalt for forskning som forutsetter en bestemt teori; redskapsprodusenter og eksperimentelle designere som bruker sin arbeidstid på å teste idéer som springer ut fra en teori; journalister og forfattere hvis publikasjoner har omtalt eller fremmet en teori; lærere og andre offentlige deltakere som har lært en teori, blitt imponert av dens glans, og som ikke har noe ønske om å undervise eller lære seg en ny teori; og studenter som trenger å få seg en jobb innen det teoretiske perspektiv som de har spesialisert seg i.”
Van Flandern (1998): Dark matter, missing planets and new comets.
Kosmologi er studiet av universet i stor skala, og inkluderer temaer som dets størrelse og struktur, samt teorier om eventuell fødsel, utviklingshistorie og endelig skjebne. De akademiske kosmologiske teorier blir stadig merkeligere. Frem til slutten av 1920-tallet hadde man det naturlige og intuitive syn at universet er statisk, med evigheten foran og bak seg. Videre at universet nok er fullt av liv, dynamikk og drama, men at universet som helhet ikke er under utvikling verken i den ene eller andre retning. Ingen ville finne på å si at universet nå er inne i en bestemt utviklingsfase. Hvor sterk troen på det statiske universet var, ble klart illustrert av Albert Einstein. Han visste at dersom gravitasjonskraften alene råder i makrokosmos, skulle universet enten ha kollapset eller være i en dynamisk fase. Da det ikke forelå noen indikasjoner på at universet er i en slik fase, innførte han en matematisk verdi kalt den kosmologiske konstant. Denne konstanten representerte en anti-gravitasjonskraft som skulle holde gravitasjonskraften i sjakk, slik at universet forble statisk. Konstanten var altså en matematisk ”jukseløsning” for å få kartet til å stemme med det observerte terrenget.
I 1929 oppdaget astronomen Edwin Hubble (1889-1953) at lyset fra fjerne galakser var rødforskjøvet. Jo lenger borte galaksene var, dess høyere var rødforskyvningen. Rødforskyvningen ble tolket som en versjon av den velkjente Doppler-effekten, som sier at lyset fra objekter som beveger seg bort fra observatøren forskyves mot lengre bølgelengder (rødligere lys). Lys fra objekter som beveger seg mot observatøren forskyves mot kortere bølgelengder (blåligere lys). Hubbles oppdagelse ble snart tolket dithen at universet som helhet ekspanderer. Altså må all universets masse en gang ha vært samlet i ett punkt med uendelig høy temperatur og tetthet. Av ukjente grunner eksploderte plutselig dette punktet i et Big bang, og resulterte i den ekspansjon av rommet som idag tilsynelatende pågår. Universets alder antas idag å være 13,7 milliarder år ± 1 % (NASA-kunngjøring februar 2003). Med den tolkning at universet ekspanderer, var det ikke lenger behov for Einsteins lille, smarte jukseløsning. Han kalte innføringen av sin konstant for den ”største tabben i mitt liv”.
På 1930-tallet oppdaget den sveitsisk-amerikanske astronomen Fritz Zwicky at det var alt for lite materie i universet til å forklare dannelsen av galakser og galaksehoper ved hjelp av gravitasjonskraften. Hans løsning var å innføre en usynlig ”mørk materie” som forårsaker gravitasjon, men som verken utstråler energi eller i særlig grad interagerer med ordinær materie. Slik ble dét problemet løst mellom to kaffekopper! Pr. 2003 tror kosmologene at universet består av fem ganger mer mørk materie enn ordinær materie. Behovet for mørk materie faller imidlertid bort med en annen fortolkning av rødforskyvningen.
De to største problemene kosmologene hadde med Big bang-teorien, var hvordan man skulle forklare at universet er så ekstremt ensartet i alle retninger og så ”flatt”. Hvis vi lever i etterdønningene av en eksplosjon, burde vi kunne forvente en viss variasjon i temperatur og materietetthet i forskjellige regioner av universet. For å løse dette problemet, utviklet forskjellige forskere uavhengig av hverandre den såkalte inflasjonsteorien tidlig på 1980-tallet. Inflasjonsteorien er en modifikasjon av Big bang-teorien, og fremstiller universets utvikling på en svært merkelig måte.
Inflasjonsteorien sier at universet i løpet av den første brøkdelen av et sekund (fra 10-37 til 10-35 sekund) undergikk en ufattelig hurtig (”inflatorisk”) ekspansjon, fra å være en milliard ganger mindre enn et atom til å bli mange ganger større enn hele det nåværende observerbare universet! Før den inflatoriske ekspansjonen var all den eksisterende energien/materien i en meget sær tilstand, kalt falsk vakuum. Dette vakuum hadde et negativt trykk som skapte et frastøtningsfelt (også kalt anti-gravitasjon), som så resulterte i den inflatoriske ekspansjonen. Det falske vakuumet opphørte nesten like fort som det ble dannet, og ”bobler” bestående av ordinær materie utkrystalliserte seg. Den inflatoriske ekspansjonen stoppet før det aller første sekundet hadde passert, men ekspansjonen fortsatte videre i langt lavere tempo. Siden 1990 har det årlig blitt skrevet over 200 fagartikler bare om inflasjonsteorien.
I 1998 oppdaget to amerikanske forskningsteam at en serie supernovaer (i dette tilfellet hvite dverger som eksploderte) med høy rødforskyvning var mer lyssvake enn forventet. Med utgangspunkt i at universet ekspanderer, ble denne oppdagelsen tolket dithen at universets ekspansjonstempo akselerer! Dette ble regnet som årets og muligens tiårets største vitenskapelige nyhet. Den logiske konsekvens herav er at universets skjebne er å ekspandere for evig, og gå mot den absolutte kuldedød (maksimal uorden/entropi).
For å kunne forklare universets akselererende ekspansjon, måtte kosmologene trekke frem fra skrivebordsskuffen Einsteins ”største tabbe”, en anti-gravitasjonskraft. Nå fikk kraften navnet mørk energi. Akselerasjonen av ekspansjonen antas å ha startet ca. fem milliarder år etter Big bang, og fra da av skal den mørke energien ha tatt over gravitasjonskraftens rolle som kongen i makrokosmos. Pr. februar 2003 tror kosmologene at universet består av 73 % mørk energi, 23 % mørk materie, og 4 % ordinær atombasert materie. Med andre ord, våre sanser og måleinstrumenter skal være blinde for den energi/materie som utgjør 96 % av universet. Vi skal bare være istand til erkjenne direkte den ”øy” av 4 % ordinær materie som vi selv består av. Hvis kosmologene fortsetter å dikte opp stadig mer mørk materie og mørk energi for å kunne beholde sine gamle teorier, er vi og vår materie snart visket ut fra kartet.
Når amerikanske kosmologer blir bedt om å forklare nærmere hva mørk materie og mørk energi egentlig er, åpner de gjerne med følgende: ”We don’t know what the hell it is!” Sant nok... for det er meget mulig at heller ingen andre intelligente vesener i universet kan forstå kosmologenes kompliserte mentale akrobatikk med et tosifret antall jukseløsninger siden 1930-tallet.
* * *
På begynnelsen av 1500-tallet eksisterte forskjellige matematiske prosedyrer for å beregne planetenes himmelbevegelser, basert på den geosentriske modell (at Jorden er i sentrum av universet). Disse prosedyrene var de rene lappetepper bestående av et utall matematiske jukseløsninger som skulle få total-regnestykket til å gå sånn noenlunde opp: kombinasjoner av større og mindre episykler, ekvanter og eksentriske sirkler. Copernicus (1473-1543) nølte ikke med å beskrive disse prosedyrene som et ”monstrum”. Prosedyrene ga ikke en gang særlig nøyaktige planetariske forutsigelser. Copernikus var overbevist om at den klassiske astronomien måtte være basert på en eller flere fundamentale feil. I 1514 hadde han i et lite manuskript klar første versjon av sitt heliosentriske verdensbilde (at Solen er i sentrum av solsystemet), der de verste fundamentale feilene hadde blitt fjernet. De gjenværende fundamentale feilene ble fjernet av Kepler (1571-1630) på begynnelsen av 1600-tallet. Spørsmålet er om Big bang-kosmologien er en parallell til det lappeteppet som Copernicus ble konfrontert med, og om kosmologene fremfor å innføre stadig nye jukseløsninger heller bør undersøke på ny de fundamentale premisser som Big bang-kosmologien bygger på. Kanskje har den nye Copernikus allerede skrevet sin bok?
I 1998 kom to spennende kosmologiske bøker ut i USA, skrevet av to respekterte senior-astronomer. Den ene forfatteren var Halton Arp (født 1927), som ga ut boken Seeing red: redshifts, cosmology and academic science. Arp begynte som assistent hos den legendariske Edwin Hubble, og er idag en av dem som har lengst erfaring i å observere universet utenfor Melkeveien. Den andre forfatteren var Tom Van Flandern (1940-2009), som i 1998 ga ut andre utgave av sin bok Dark matter, missing planets and new comets. Begge bøkene inneholder flengende kritikk av det astronomiske fagmiljøet, som de mener aktivt undertrykker observasjoner som ikke passer med de rådende teorier. Slike observasjoner blir avvist som unntakstilfeller. Astronomene unngår til og med å studere de himmelobjekter der de har muligheten til å få bekreftet at deres teorier ikke stemmer.
Tom Van Flandern Halton Arp
Arp og Van Flandern avviser teorien om Big bang og det ekspanderende univers. Denne vantro er ikke religiøst eller ideologisk motivert, de mener ganske enkelt at observasjoner av universet ikke støtter teorien. I moderne astronomiske lærebøker blir idéen om et Big bang fortsatt behandlet som en teori, dog som den klart overlegne teorien. Når det gjelder idéen om at universet ekspanderer, gir mange astronomibøker inntrykk av at dette er et etablert faktum. Men dette er ikke et etablert faktum, bare en formodning med lite observasjonell støtte. Arp og Van Flandern har en rekke felles synspunkter. De stiller seg tvilende til flere av de egenskaper som man idag ut fra Einsteins generelle relativitetsteori tillegger sorte hull; de betrakter idéen om mørk materie som en unødvendig jukseløsning; de mener at observasjoner viser at gravitasjonskraften har begrenset rekkevidde; og de avviser sentrale idéer både i den spesielle og den generelle relativitetsteorien.
Resten av denne artikkelen fokuserer på følgende temaer:
- Ekspansjonsteorien og fortolkningen av rødforskyvning
- Trenger gravitasjonsloven en oppdatering?
- Astronomenes konvensjonelle argumenter for Big bang-kosmologien
1) Ekspansjonsteorien og fortolkningen av rødforskyvning
Ekspansjonsteorien kom først, og avfødte i sin tur Big bang-teorien. Så her retter vi ”kruttet” primært mot ekspansjonsteorien, og behandler argumentene for og imot et Big bang som noe sekundært. Edwin Hubble oppdaget som nevnt at lyset fra galaksene nesten alltid er forskjøvet mot lengre (rødligere) bølgelengder; videre at jo svakere en galakse lyser, dess større rødforskyvning vil den typisk ha. En rødforskyvning er en endring i frekvensen til et foton mot lavere energi, og skyldes altså et energitap. Kosmologene har vært alt for raske til å konkludere at rødforskyvning primært skyldes hastighet bort fra observatøren, og det er dette hele ekspansjonsteorien hviler på!
En oppsummeringsartikkel fra 1991 lister opp hele tyve forskjellige mekanismer for rødforskyvning (Ghosh, 1991). Halton Arp (1998) har i flere tiår dokumentert at rødforskyvningen til galakser, kvasarer og stjerner primært skyldes iboende faktorer, samt at rødforskyvningen til kvasarer og galakser avtar med alderen. Vår egen sol har også rødforskyvning, uten at noen har konkludert at den er på vei bort fra oss. Når det gjelder den såkalte ”trett lys”-teorien, at lyset mister energi på veien pga. mange kollisjoner med materie, argumenterer Arp for at dette er en reell faktor men av mindre betydning enn objektenes iboende rødforskyvning og alder. Hubble selv var alltid åpen for den mulighet at rødforskyvning kunne ha andre forklaringer enn fravikende hastighet. Både Van Flandern og Arp mener at kvasarer befinner seg i vår egen og nærliggende galakser, mens den konvensjonelle teori sier at disse er svært fjerne objekter fra universets barndom.
En ubehagelig sannhet for hovedstrømmen av astronomer er det faktum at rødforskyvningen viser kvante- eller trinnverdier, fremfor en jevn og gradvis utvikling. Hvis rødforskyvningen primært hadde vært relatert til hastighet og distanse, hadde vi sett en gradvis rødforskyvning. Halton Arp hevder at rødforskyvningene fortsatt viser sterkt kvantiserte verdier, selv om enkelte artikler i pressen prøver å gi inntrykk av noe annet [personlig kommunikasjon 6. februar 2003].
Ekspansjonsteorien strider mot all intuisjon. Vi blir fortalt at dette ikke er en ekspansjon i rommet, men en ekspansjon av rommet. Vi blir fortalt at galaksenes ekspansjon (bort fra oss og hverandre) ikke er en bevegelse gjennom rommet, men skjer ved at det stadig skapes nytt rom mellom galaksene. Det at noe (rom) kan skapes ut av ingenting, er noe religiøst disponerte har tvilt på at selv deres Gud kan gjøre! Teorien sier også at nytt rom skapes inne i galakser og solsystemer, men der skal gravitasjonskraften hindre materien i å utvide seg.
Forsøk på å dokumentere at universet ekspanderer har frustrert kosmologene i årtier. I 1991 ble en undersøkelse gjort der syv tester ble utført for å se om Statisk univers-modellen eller Ekspanderende univers-modellen kom best ut (Moles, 1991). Disse testene blir for tekniske å komme inn på her, men Ekspanderende univers-modellen var i mange av testene avhengig av forskjellige hjelpeløsninger for å bestå. Statisk univers-modellen trengte ingen slike hjelpeløsninger. Van Flandern konkluderer:
”Dersom det astronomiske fagmiljøet ikke hadde hatt så kraftige investeringer i paradigmet om det ekspanderende univers, er det klart at moderne observasjoner nå ville ha tvunget oss til å adoptere en Statisk univers-modell som basis for en hvilken som helst fornuftig kosmologisk teori”.
Når det gjelder ”oppdagelsen” i 1998 av at universets ekspansjonstempo akselererer, kan ikke-eksperten lett anta at da må i det minste universets ekspansjon være fastslått. Men slik er det ikke. Den tolkning at ekspansjonstempoet akselerer forutsetter at universet ekspanderer.
2) Trenger gravitasjonsloven en oppdatering?
Tyngdekraften (G) er like mystisk idag som den alltid har vært. Vi vet fortsatt ikke hvorfor den virker. Er G en iboende tiltrekningskraft i alle objekter, eller er G en kraft utenfor alle objekter som mekanisk skyver dem mot hverandre, eller er det krumning i Einsteins romtid som forklarer G-virkningen? Virker G med eller uten partikler som utveksles mellom de to objekter som trekkes mot hverandre? Virker G hurtigere enn lyset?
Den engelske matematiker og fysiker Isaac Newton (1642-1727) introduserte ordet gravitasjon i 1687 i sitt verk Principia. Hans lov lyder slik: ”Hvilke som helst to partikler i universet tiltrekker hverandre med en kraft som virker i linjen mellom dem, og hvis styrke er proporsjonal med produktet av de to massene, og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem.” Newton ga ingen årsaksforklaring på G, og han unngikk å spekulere derom. Følgende kommentar sier likevel mye om hans syn på saken:
“At et objekt kan virke på et annet objekt på avstand gjennom et vakuum, uten at noe utveksles mellom dem... er for meg en så stor absurditet at jeg ikke kan forestille meg at noen mann med kompetent tenkeevne i filosofiske spørsmål noen gang vil kunne godta.”
Georges-Louis Le Sage (1724-1803) fra Geneve foreslo på 1750-tallet en mekanisk teori for G. G virker via to typer subpartikler som ennå ikke har blitt oppdaget:
- klassiske gravitoner, som vi kan forestille oss fyller verdensrommet og som i utgangspunktet farer meningsløst omkring i alle retninger (som nøytrinoene i moderne fysikk).
- en enda mindre partikkel med høyere tetthet som Van Flandern har valgt å kalle for ”materie-ingrediensen” (MI). Den interessante egenskapen til MI er at de klassiske gravitonene ikke kan passere gjennom dem. Ved kollisjon blir gravitonene stoppet og kastet tilbake.
Le Sages geniale og enkle idé var at tyngdekraften utøves rent mekanisk etter ”skyve-prinsippet”, ved at to hvilke som helst objekter innen en viss maksimumsavstand blir skjøvet mot hverandre av gravitoner i det omgivende verdenshavet. Hvert objekt har et bestemt antall MI’er; disse MI’ene fungerer som en beskyttende eller ”skyggende” mur for det andre objektet når det gjelder det omgivende skyvetrykket fra gravitonene. Det oppstår altså et relativt undertrykk av gravitoner mellom de to objektene, i forhold til trykket som virker på de to objektene utenfor ”skyggesonene”. Det er dette relative undertrykket som får de to objektene til å bevege seg mot hverandre, og som vi kaller for tyngdekraften. Tyngdekraften vil da være proporsjonal med antall MI’er i hvert objekt (inntil 100 % blokkeringseffekt av gravitonene er oppnådd), og omvendt proporsjonal med avstanden mellom de to objektene.
Le Sage Albert Einstein