The Big Bang Theory:

Origin & Evolution of the Universe

Hally Stone

UB PASI 2010

Vigtige spørgsmål

Hvorfor eksistere der noget frem for ingenting?

Hvad er formålet med livet?

Har universet en begyndelse og ende?

Hvad sker der når vi dør?

Eksistere Gud?

”Er i skabt af ingenting eller er i selv skaberne? Eller har i skabt himlene og jorden? Nej sandlig i

har ingen stærk tro” Surah tur

”Og vi har ikke skabt himlene og jorden og hvad

der er imellem dem for sjov” Surah al anbiyah

Big Bang

Den berømte filosof Politzer udtaler ”Universet var ikke et skabt objekt, hvis det var det, ville det blive skabt

øjeblikkeligt af Gud fra ingenting. At indrømme skabelse betyder at man må indrømme at der var et tidspunkt hvor universet ikke

eksisterede og at noget kom ud af ingenting. Dette er noget videnskab ikke kan tilslutte”.

Newton’s statiske Univers

• Universet er statisk og består af uendelig mange stjerner spredt tilfældigt ud over et uendeligt rum.

• Universet er uendeligt gammelt og ville eksistere til evig tid uden store forandringer.

• Rum og tid er forskellige størrelser der eksistere seperat fra hinaden.

Newton’s fejl

Hvis universet er som Newton påstår, hvorfor er nattehimlen sort (Oblers

paradox)?

Olber’s Paradoks

• Hvis rummet er uendeligt med stjerner spredt tilfældigt, så ville vi i envær retning på et tidspunkt ramme en stjerne.

• Med denne logic burde himlen være lige så lys som gennemsnittet af alle stjener og være ligeså lys som vores sol selv om natten.

Implications of Einstein’s Ideas

• Based på formelerne for den generalle relativitets terori, er universet enten expanderende, statisk eller kontraherende.

• For at tilpasse ideerne på hans tid (statisk univers) tilførte han en konstant (den kosmologiske constant) – hvilket gav et statisk univers.

Den kosmologiske konstant

• Symbolisere det tryk der tillader universet at udvide sig og er blev af Einsten balanceret til netop at tilpasse sig den kontraherende kraft nemlig tyngdekraften (for at give et statisk univers).

Hubble’s opdagelse

http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect20/A9.html

Hubble’s Lov

v = H0dv = Galaksens hastighed

H0 = Hubble´s konstant

D = galaksens afstand til jorden

Galaxies are getting farther apart as time progresses, therefore the universe is expanding.

Edwin Hubble..rødforskydning1929

Universets ekspansion

•Ligninger fra den generelle relativitetsteori .. ekspansion

•1920'erne den russiske matematiker Alexander Friedman og den belgiske astronom Georges Lemaitre – Modeller for det ekspanderende univers

Bagrundsstrålingen fra universets begyndelse

• Arno Penzias and Robert Wilson fik Nobel Prisen i 1978.

Oprindelsen af Big Bang Teorien

• Georges Lemaître (1927 fysiker og præst) forudså matematisk set at universet ekspanderede og havde en begyndelse.

• Big bang teorien blev ikke accepteret af alle især ikke ateisten Fred Hoyle dismissed “this hot Big Bang”, noting thatthere wasn’t any record or remnants. He argued for a “steady state” universe.

Origins of the Big Bang Theory• George Gamow (1948) formulerede at hvis

universetvar skabt i et “hot Big Bang”, så medførte det:– En stor concentration af hydrogen og helium i forholdet 1:4.. – Som universet blev nedkøllet ville gasserne kondenstere til

stjerner og galakser.– Der skal eksisterer en stråling fra der hvor atomerne dannes

(ca. 380.000 år efter Big Bang).og bagrundstemperaturen skal derfor være omkring 3 K.

T = 0 sekunder til 10-43 sekunder

• BIG BANG skabes.• Noget får singulariteten til at udivde sig /

skabes.• Universets densitet er så høj at rum og tid er

så sammenflettet at de naturlove vi kender idag ikke kan bruges i deres normale form.

• All four forces in nature were unified. Alle fire naturlove var forenet.

• Denne tid kalder vi planck tiden.

Adskillelsen af naturlovene

Skete efter planck tiden.

T = 10-35 til 10-32 sekunder

• Inflation forsagede universet til at udvide sig eksponentielt (med en factor 1050). Dette har medført at vores univers er homogent.

Efter inflationen• Stof skabes:

– Fotoner kollidere og danner elementære partikler såsom elektroner, protoner, qvarker og antikvarker.

– Der dannes stof og antistof i lige mængder indtil en partikel ikke kan dannes mere og der sker en symmetri øddelægelse (finjustering), så der er en smule mere stof end antistof.

– “There are two main interpretations for this disparity: either the universe began with a small preference for matter (total baryonic number of the universe different from zero), or the universe was originally perfectly symmetric, but somehow a set of phenomena contributed to a small imbalance in favour of matter over time. The second point of view is preferred, although there is no clear experimental evidence indicating either of them to be the correct one.” Wikipedia

T = 10-6 sekunder

• Temperaturen er nedkølet at protoner og neutroner kan dannes.

T = få minuter

• Neutrons kombinere sig med protoner og danner making deuterium and helium kerner, og nogle forbliver hydrogen kerner.

• Dette kaldes Big Bang nukleosyntese.• Temperature is still too high to form atoms as

they would be ionized immediately.• Temperaturen er så høje at fotoner og stof vil

interargere (hvilket betyder vi ikke ville kun se noget).

after big bang• Universet har vokset fra

størrelsen af en atom til en grapefrugt.

• Energi blev “nedfrosset” til stof:• E=mc2

T = 379,000 år

• Universet er nu nedkølet yderligere således at atomer kan dannes.

• Photonerne kan nu frakoble sig atomerne bliver til bagrundstrålingen (1% af signalet på dit TV).

• Det tidlige univers var omkring 75 % hydrogen og 25 % helium. Det er næsten det same idag.

~200 to 400 millioner år after Big Bang

• De første stjerner og galakser dannes.

~ 4.6 milliarder år ago• Vores

solsytem dannes

The Big Bang Theory

Guds eksistensGuds eksistens

”Er i skabt af ingenting eller er i selv skaberne? Eller har i skabt himlene og jorden? Nej sandlig i

har ingen stærk tro” Surah tur

”Og vi har ikke skabt himlene og jorden og hvad

der er imellem dem for sjov” Surah al anbiyah

“The universe is just there,and that’s all.”

--late philosopher Bertrand Russell

Argumenter for og imod Gud

16-04-12

Ayat føre til erkendelsen af Allah

Ayat fører til Allah

Sandelig i skabelsen af himlene og jorden (Universet) og i vekslenen mellem dag og

nat er der tegn for de forstandige: Dem som ihukommer Allah siddende, stående og

liggende på deres sider, og reflektere over skabelsen af himlene og jorden

(universet): ‘Vores Herre sandlig du har ikke skabt dette uden grund. Æret være

Du!" (Surah Al 'Imran: 190-191)

Kalam Cosmological Argument

• 1. Det som begynder at eksisterer har et formål.

• 2.Universet begyndte at eksisterer.

• 3.Derfor har universet et formål.

Abû Hâmid Muhammad ibn Muhammad al-Ghazâlî

1.Noge kan ikke komme fra ingenting

“Fra ingenting kommer der ingenting.”

“Er i skabt af ingenting eller er I selv skaberne? Eller har i skabt himlene og Jorden (universet)? Nej sandlig I har ingen stærk tro” surah tur.

2. Hvis noget kan komme fra ingenting, bliver det uforklareligt hvorfor alt ikke bare opstår ud fra ingenting?

3. erfaringer og videnskabelig evidens bekræfter sandheden i præmissen

2. Universet havde en begyndelse!

1. Aktuel uendeligh tal af of ting kan ikke eksistere

• When we say that something is potentially infinite, infinity serves merely as an ideal limit that is never reached.

• Når vi siger, at noget er potentielt uendelig, er uendelighed blot en ideel grænse, der aldrig bliver nået.

• Ikke muligt have uendeligt antal begivenheder

• Hvis aktuelle uendelige antal ting kunne eksistere, ville det medføre absurde ting. Hvis vi skal undgå disse absurditeter, så må vi benægte, at et faktisk uendeligt antal ting eksisterer. Det betyder, at antallet af tidligere begivenheder ikke kan være aktuelt uendelig.

En ny kunde kommer.

Alle rykker et rum

• Uendeligt antal gæster dukke op Flyt første gæst fra rum 1 til 2 og næste gæst fra rum 2 til 4 og værelse 3 til 6 og plads 4 til 8 og værelse 5 til 10 og rum 7. til 11. Alle ulige antal værelser er nu tomme og der kan nu være endnu et uendeligt antal gæster

Hvis et uendeligt antal gæster forlod hotellet.

• Hvad hvis alle gæster i ulige nummererede værelser tjekke ud, hvor mange ville være tilbage ... det samme antal uendelig!

Absurdt!

• Hvad hvis alle gæster tjekkede ud undtagen gæsterne i rum 4,5 og 6, hvor mange ville være tilbage? Blot 3 .. uendeligt antal forlod hotellet og alligevel kun tre tilbage?

• Hvad hvis alle gæster i de ulige nummererede værelser tjekkede ud, hvor mange ville være tilbage? .. uendelig

• Uendeligt antal gæster forlader stedet og der er stadig uendeligt antal gæster tilbage?

2. Du kan ikke passere et uendeligt antal hændelser

Du kan ikke tælle tilbage fra uendeligt til nå den sidste domino i dag

Det faktum, at vi er her i dag betyder, at der er begrænset fortid.

Ghazzalis argument

• Antag for hver bane Saturn udførere, udføre Jupiter gør to.

• Antag, at de begge har været i kredsløb fra evighed i fortiden .. Hvilken vil have udført flest baner? ... det samme, fordi begge har udført uendeligt?

”Lektor i astrofysik Kristian Pedersen ved Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet,

»Inde i hovedet har de fleste af os en forestilling om, at universet blev født

som et punkt i en kasse, og at universet sidenhen har udvidet sig inde i

kassen. Men billedet af kassen er forkert, for der var ikke nogen kasse.

Der var nemlig slet ingenting. Det, der er svært at begribe er, hvordan

noget kan udvide sig noget, der ikke findes, men det er rent faktisk sådan,

det var,« siger han.

Big Bang

”Astronomien fører os tilbage til en unik begivened, et univers skabt af intet, et univers i den meget fine balance der er en nødvendig betingelse for at livet kunne opstå, og et univers der har en underliggende (man kunne ligefrem sige ”overnaturlig”) plan”. Arno Penzias nobelprisvinder i fysik.

Borde Guth Vilenkin Sætningen 2003

Der er en begyndelse af rum tid

Ethvert univers der udvider sig ikke kan have en uendelig fortid, det skal have en begyndelse i rum og tid.

Borde Guth Vilenkin Sætningen gælder, uanset hvilken form for videnskabelig model man foreslår (multivers, oscillerende univers, osv..)

• Det siges, at et argument er, hvad der overbeviser fornuftige mænd og et bevis er, hvad det tager at overbevise selv en ufornuftig mand. Med beviset nu på plads, kan kosmologer ikke længere gemme sig bag muligheden for et univers med evig fortid. Der er ingen flugt, de står over for problemet med en kosmisk begyndelse (pg. 176 Vilenkin’s 2006 book Many Worlds in One )

4.Universets termodynamik

Den anden lov siger, at et lukket system vil tendere i retning af stigende uorden, eller entropi, indtil den når ligevægt. Derfor kan universet ikke eksister evigt i fortiden, fordi det er nu ville være i ligevægt?

Ligevægt ville være det punkt, hvor temperatur og tryk er de samme overalt i universet = Ingen galakser. Ingen stjerner. Ingen planeter.

Eksistensen af hydrogen og helium!

Har universet skabt sig selv?

• But this is impossible, for in order to create itself, the universe would have to already exist. It would have to exist before it existed. Dennett’s view is logically incoherent.

• X og Y.

1. Alt hvad har en begyndelse har 1. Alt hvad har en begyndelse har en årsag.en årsag.

Noget kan ikke komme fra ingentingNoget kan ikke komme fra ingenting

Ellers kunne alt komme fra ingentingEllers kunne alt komme fra ingenting

Videnskabelig og menneskelig erfæring viser også Videnskabelig og menneskelig erfæring viser også dette årsag/virkings forhold.dette årsag/virkings forhold.

2. Universet havde en begyndelse2. Universet havde en begyndelseUendelighed er absurdtUendelighed er absurdt

Du kan ikke passere et uendeligt antal hændelser.Du kan ikke passere et uendeligt antal hændelser.

Universet ekspandereUniverset ekspandere

Termodynamikens anden lovTermodynamikens anden lov

Sig la ilaha ila lah!Sig la ilaha ila lah!

3. Derfor har universet en årsag!3. Derfor har universet en årsag!

Interessante udtagelser

”For de fleste af dem der har reflekteret dybt over og skrevet om universets oprindelse og natur, har det forekommet logisk at det peger ud over sig selv til en kilde der er ikke fysisk, men med stor intelligens og magt. Næsten alle de store klassiske filosoffer – i hvert fald Platon, Aristoteles, Descartes, Leibniz, Spinoza, Kant, Hegel, Locke og Berkeley – så oprindelsen af universet som tilhørende en transcendent virkelighed. De havde hver deres særlige ideer om denne virkelighed og forskellige måder at nærme sig den på. Men at universet ikke er selvforklarende, og at det kræver en forklaring ud over sig selv, var noget de accepterede som temmelig indlysende”. Keith Ward

Robert Jastrov

http://www.youtube.com/watch?v=s5px8V40FGM&feature=c4-overview&list=UU8eOHi80rHdWL7U_YyRGn-A

Konklusioner omkring den første årsag

Første årsag uden nogen årsag.

Skal overskride tid og rum, fordi det skabte rum og tid. Det skal være immateriel og ikke begrænset af det fysiske love. Det skal være ufattelig mægtigt, da det skabte alt stof og energi. Det skal være en personlig årsag

Richard Dawkings

“Even if weallow the dubious luxury of arbitrarily conjuring up a terminator toan infinite regress and giving it a name, simply because we needone, there is absolutely no reason to endow that terminator withany of the properties normally ascribed to God:…., goodness, …..,to say nothing of suchhuman attributes as listening to prayers, forgiving sins and readinginnermost thoughts”.

““For the scientist who has lived by his faith in the For the scientist who has lived by his faith in the power of reason, the story ends like a bad power of reason, the story ends like a bad

dream.dream.He has scaled the mountains of ignorance; he is He has scaled the mountains of ignorance; he is

about to conquer the highest peak; as he pulls about to conquer the highest peak; as he pulls himself over the final rock, he is greeted by a himself over the final rock, he is greeted by a

band of theologians who have been sitting there band of theologians who have been sitting there for centuries.”for centuries.”

----Robert JastrowRobert Jastrow

Christopher Isham observes:

"Perhaps the best argument in favor of the thesis that the Big Bang supports

theism is the obvious unease with which it is greeted by some atheist physicists. At times this has led to scientific ideas, such as continuous creation [steady state] or an oscillating universe, being advanced with a tenacity which so exceeds their

intrinsic worth that one can only suspect the operation of psychological forces lying

very much deeper than the usual academic desire of a theorist to support

his/her theory.".

Arvin Bord, Alexander Vilenkin

Viste I 2003 at etvært univers umuligt kan være uendeligt I fortiden. Selv hvis universet er en del

af et multiverse så har multiverset selv en abosolut begyndelse. “It is said that an argument is what convinces a reasonable men and a proof is what it takes to convince even an unreasable man. With the proof now in place, cosmologists

can no longer hide behind the possibility of a past eternal universe”.

Big Bang Teorien

Hvad er finjustering?

Fine Tuning: Observation at liv ikke ville eksistere noget sted i universet hvis de fysiske konstanter kun blev ændret en brøkdel.

Example: Hvis universet expanderede hurtigere, ville stjerne ikke kunne forme. Hvis langsommere ville universet rekolapse.

† Based on the modest assumption that life of any kind requires stars to produce heavy elements, and that complex life requires water.