Bokomtale

Av Ragnar Thorbjørnsen

Her finner vi en noe mer akademisk tilnærming til det som også var temaet i boka The Shadows of Creation (se omtale i Bokomtale i Nytt om Romfart nummer 98, 1996, side 56). Med det mener jeg at boka inneholder en god del formler. For mange vil dette gjøre boka mer eller mindre uleselig, men på den annen side vil den kunne tjene som en klargjøring av vanskelige avsnitt i The Shadows of Creation. Enkelte fundamentale ting får man en klarere forståelse av ved å lese framstillingen i denne boka. Dessuten behandler den i noe mer detalj sider ved kosmologien som ikke direkte berører spørsmålet om «den manglende massen», dette for å gi best mulig bakgrunn for en komplett forståelse av hele vårt univers. Innledningsvis beskrives også Universets mer kjente bestanddeler, så som stjerner, galakser, galaksehoper og kvasarer.

Selv er jeg blitt hengende ved beskrivelsen av elementærpartiklene, slik vi kjenner dem i dag, og dette synes jeg er så verdifull viten at jeg like godt gjengir det mest vesentlige her:

Elementærpartiklene, slik vi kjenner dem i dag (ca 1990)

Kvarker

De to viktigste kvarkene heter henholdsvis «up» og «down». Det er disse som utgjør ingrediensene i protonet og nøytronet (se tabellen nedenfor). Dog finnes det antakelig fire kvarker til: «Strange» (s), «charm» (c), «top» (t) og «bottom» (b).

Ovenstående viser hvordan protonet og nøytronet, som for inntil ca 30 år siden var antatt å være udelelige, i virkeligheten er bygd opp av kvarker. (Det er gammel kunnskap at protonet og nøytronet utgjør kjernen i alle atomene, som danner de kjemiske elementene. Et atom består som kjent av protoner, nøytroner og elektroner, men for virkelig lenge siden trodde man også at atomet var udelelig - atom betyr jo nettopp udelelig på gresk. For ordens skyld får vi også ta med at det enkleste atomet, hydrogenatomet, kun består av ett proton og ett elektron.)

Ifølge dette «vårt nye verdensbilde» utgjøres altså det enkleste atomet av to kvarker og ett elektron. Som tidligere nevnt finnes antakelig fire kvarker til, dessuten finnes to andre partikler, muon og tauon, som er i slekt med elektronet. Sammen med elektronet og tre forskjellige nøytrinoer kalles disse for leptoner. Kvarkene kalles med et fellesbegrep for baryoner. Sammen kalles baryoner og leptoner for fermioner. Dette kan sammenfattes i tabellen nedenfor. Legg merke til at det bare er partiklene i den første raden som utgjør det vi kaller materie. Alle fermionene har også hver sin antipartikkel. Her er det med andre ord mange kandidater til partikler som kan tenkes å utgjøre den manglende massen i Universet. De som vil forfølge den diskusjonen, må jeg nok henvise til bøkene vi her omtaler.

Fermioner

En annen type partikler er bosonene. Vi tenker oss at disse partiklene er bærere av de fire fundamentale kreftene: Elektromagnetisme, sterk tiltrekning, svak tiltrekning og gravitasjon. Bæreren av gravitasjonskraften, gravitonet, finnes bare i teorien, i og med at det ikke er eksperimentelt påvist ennå. Heller ikke gluonet er påvist, men man mener det finnes i åtte varianter.

Bosoner

Man kan si at den materien vi kjenner ble til da Universet var omtrent ett mikrosekund gammelt. Da blir protoner og nøytroner dannet ved at frie kvarker og gluoner «fryses», og ikke lenger er i stand til å eksistere i fri tilstand utenfor en atomkjerne. Definisjonen på en atomkjerne er som kjent at den må bestå av minst ett proton, men den kan også bestå av ett eller flere protoner, sammen med ett eller flere nøytroner. Allerede mot slutten av 1960-årene begynte man å finne tegn på at de tre kreftene elektromagnetisme, svak og sterk tiltrekning var forskjellige manifestasjoner av én fundamental kraft, og i første halvdel av 1970-årene falt brikkene på plass når det gjaldt sammenslåingen av elektromagnetismen og den svake tiltrekningen. Man begynte selvsagt med en gang å arbeide seg fram mot en teori som skulle kunne forene den sterke tiltrekningen med de to andre («Grand Unified Theory», eller GUT), men her er man ikke kommet helt i mål ennå. Likeledes hører det med i bildet at det også må være mulig å forene samtlige fire krefter i én og samme teori («Theory of Everything»). På denne måten mener man nå å kunne teoretisere seg nesten helt tilbake til T=0 (se tabellen nedenfor).

På den tiden da en GUT må brukes for å forklare det som skjer, finner helt nye overganger mellom partiklene sted:

• Baryoner kan bli til leptoner og leptoner kan bli til baryoner
• Baryoner kan forandre seg til antibaryoner

Slik sammensmelting av de fundamentale kreftene er nødvendig for å forklare hvordan den opprinnelige «partikkelsuppen», som må antas å ha vært helt homogen, kan ha utviklet seg til det universet vi observerer i dag, der materien har samlet seg på forskjellige steder istedenfor at den fremdeles er jevnt fordelt over hele Universet.