Peter Lundström. Innan vi startar vår resa, kan det vara på sin plats med ett par förklaringar av några termer vi kommer att använda oss av.

Transkript

1 EN RESA GENOM UNIVERSUM av Peter Lundström Innan vi startar vår resa, kan det vara på sin plats med ett par förklaringar av några termer vi kommer att använda oss av. Universums dimensioner är så ofantligt stora att våra vanliga måttenheter som meter, kilometer och mil, inte på långa vägar räcker till för de avstånd vi kommer att tillryggalägga i vår resa. Istället mäter vi avstånd med hjälp av ljusets hastighet, och vi kommer att prata om ljusår då och då. Vad är då ett ljusår? Jo, det är det avstånd ljuset hinner färdas på ett år, nära tio biljoner kilometer, (1 biljon = 1 miljon miljoner). Detta är näst intill ofattbara tal att handskas med, så var beredd, för det blir bara värre. Den hastighet en ljusstråle färdas med är nästan km i sekunden. På en enda sekund hinner en ljusstråle hela 7 1/2 varv runt jorden, otroligt fort, eller hur. Tänk då hur långt man kommer om man istället åker rakt ut i rymden. Ja, vi kommer inte längre än till månen, vilket dock kan vara tillräckligt långt på en sekund. Om vi fortsätter med samma hastighet och tar sikte på den närmaste ljuspunkten vi kan se på natthimlen, med undantag för månen förstås, och några av planeterna som är synliga vissa delar av året, får vi hålla på i över fyra år innan vi kommer fram. Över fyra år för att endast komma till solen närmaste granne. Man känner onekligen en viss bävan över de otroliga avstånd man ställs inför. Som jämförelse kan nämnas, att med ett modernt jetplan, tar samma resa omkring fem miljoner år. Ändå har vi bara kommit till nästa "sandkorn" på vår kosmiska stjärneö, Vintergatan, som är en spiralgalax bland miljarder andra galaxer av alla de slag, i universums gigantiska ocean. Den mäter ljusår från kant till kant och innehåller omkring 200 miljarder solar. Som jag sa förut, var beredd, för här kommer "grädden". Det finns minst ett par hundra miljarder galaxer som i genomsnitt innehåller ett par hundra miljarder stjärnor. Tänk, våran sol är bara en av alla dessa. Det är inte så lätt att få "grepp" om dessa enorma mängder, men när vi talar om universum måste vi vänja oss vid så stora tal som miljoner miljarder t. ex. Men har vi en aning om hur mycket en miljard egentligen är? Jo det är klart, vi kan ju säga att det är tusen miljoner, men kan vi verkligen tänka oss den mängden. För att få en "hum", kan vi roa oss med en liten tankelek, om hur långt tid det skulle ta att räkna till en miljard. Att räkna till ett tusen, med en hastighet av en siffra i sekunden, tar drygt en kvart. Att räkna till en miljon med samma hastighet, i sexton timmar om dygnet, om man undantar åtta för sömn, tar drygt fjorton dagar. Slutligen, att räkna till en miljard med samma hastighet, alltså en siffra i sekunden, i sexton timmar om dygnet, tar en bra bit över en livstid (ca 117 år). 1

2 Över en livstid för att endast räkna till en miljard, och här kommer vi att prata om biljoner och biljarder kilometer, miljarder och åter miljarder stjärnor och galaxer, så man kan ju undra vad man egentligen har givit sig in på. En annan jämförelse som kan hjälpa till att åskådliggöra lite av rymdens väldighet, är att om man förminskade ner solen till en fotbolls storlek, och placerar bollen i ena målet på en fotbollsplan. Jorden skulle då hamna 23 meter ut i plan, eller en bit utanför straffområdet för de som är fotbollskunniga. Diametern skulle vara 2 mm. Solsystemets största planet, Jupiter, skulle befinna sig 130 meter från målet, alltså utanför plan, med en diameter på 2 cm. Pluto, vår yttersta planet, skulle vara 1 mm i diameter, och hamna hela 1 km bort. Erinra er nu den stjärna som vi med ljusets hastighet skulle få hålla på i över fyra år för att komma fram till, solens grannstjärna. Om man förminskade ner också den till en fotboll, så skulle vi få placera den hela 700 mil från den boll vi kallar solen. Eller mer konkret, om vi säger att vi lägger vår sol (läs boll) i Stockholm, så hamnar den andra bollen, vår granne, ända nere på Sri Lanka. Tänk då, att detta är det genomsnittliga avståndet mellan stjärnorna i vår galax, som vi minns innehöll omkring 200 miljarder "fotbollar". Tänk vidare, i det perspektivet går vi omkring och känner oss viktiga på en liten sak som är 2 mm i diameter. Huga! vad små vi blev. Nåja, nog om detta. Om vi skulle ta och trycka på "fantasiknappen" och modigt kasta oss ut i det oändliga mörkret och starta vår långa resa hem. Tänk er att vi hamnar där ute någonstans, så där en sju miljarder ljusår hemifrån, halvvägs till gränsen för det kända universum. Vi skulle se svagt skimrande, liksom lysande havsskum på rymdens väldiga vågor, oräkneliga ljusklasar som flyter omkring i det oändliga mörkret. Vi befinner oss i galaxernas rike, där varje liten ljusklase är det samlade ljuset från hundratals miljarder solar. Ensamma galaxer är ganska sällsynta. Det vanliga är att de förekommer i par eller i mindre grupper, upp till stora hopar som innehåller från ett hundratal upp till tusentals olika galaxer. I galaxhopen Herkules ligger galaxerna ljusår från varandra. Det tar alltså ljuset år att färdas mellan galaxerna. Det finns två huvudgrupper, elliptiska i olika variationer, och liksom vår egen, spiralformade som det också finns olika varianter på. Liksom stjärnor, planeter, människor och allt annat vi kallar levande, föds också galaxerna, för att leva ett långt liv och sedan dö. Om vi med tankens kraft förflyttar oss mot den hop där vår galax finns, så sveper vi förbi den stora Virgohopen som innehåller flera tusen olika galaxer. Även om det är den galaxhop som ligger närmast vår, så är avståndet ruskigt stort jämfört med våra mått sett, omkring 72 miljoner ljusår. Styr vi vidare med vår "fantasifarkost", så kommer vi snart till vad astronomerna på jorden kallar, Den Lokala Gruppen, där vår vintergata är en av medlemmarna. Den är 3 miljoner ljusår tvärsöver och innehåller ett 20-tal olika galaxer. En lite utspridd ganska typisk "ögrupp" i den kosmiska oceanen. 2

3 Många astronomer menar att den Lokala Gruppen ingår som en liten del i den stora Virgohopen. kanske är det så, men kanske också, att precis som atomen har elektroner som kretsar i banor runt kärnan, Jorden och de andra planeterna har månar, Solen har planeterna, galaxerna har små satellitgalaxer, att också stora galaxhopar har små satellithopar som kretsar runt dem i banor. Då skulle vi bo i en satellithop. Eller vem vet, kanske alla hopar av galaxer ingår i en enda stor spiralgalax av galaxer. Skulle det förhålla sig så, så är väl förmodligen nästa steg att det finns ett par miljarder sådana också. Nåja, det är väl kanske dags att komma ner på jorden igen, om vitsen tillåts. I alla fall, Den Lokala Gruppen domineras av två stora spiralgalaxer. Vi närmar oss sakta den ena av dem, M 31 eller Andromedagalaxen som den också kallas. Vi befinner oss nu 2,2 miljoner ljusår hemifrån. M 31 är en av tre galaxer som kan ses med blotta ögat från jorden. Som en svag dimfläck, kan den skönjas i stjärnbilden Andromeda på norra stjärnhimlen. (De två andra som kan ses på södra stjärnhimlen, är Vintergatans satellitgalaxer). Runt M 31 finns hundratals klotformiga stjärnhopar, en del kan bestå av en miljon stjärnor. De är som bisvärmar, med den skillnaden att varje bi, är istället en sol. Natthimlen måste te sig fantastisk för eventuella livsformer i utkanten av någon avlägsen spiralarm, för att inte tala om eventuella civilisationer kring någon central stjärna i någon av de klotformiga stjärnhoparna. Deras himmel skulle närmast stå i lågor. Bortom M 31 ligger en nästan identisk spiralgalax, vars spiralarmar sakta vrider sig ett varv på en kvarts miljard år. Av alla galaxer vi har passerat, så är denna unik, än så länge i alla fall. Varför? Jo, för att det är den enda galax vi med säkerhet kan säga att det finns liv i, åtminstone det vi kallar liv. Vi har nu kommit fram till det vi kallar Vintergatan, mänsklighetens hemgalax. Om vi med tankens kraft svävar in mellan spiralarmarna mot galaxens centrum, är det ett överväldigande Intryck som når oss. En väldig ström av stjärnor, stoftmoln, vackra lysande gasnebulosor och stjärnor och åter stjärnor av alla de slag. Några är bräckliga som såpbubblor och så stora att hela vårt solsystem skulle få plats i dem. En del är inte större än en liten stad, men med en täthet som är hundra biljoner gånger större än blyets. Stjärnor strålar också i olika färger. Blå stjärnor är unga och heta, gula är medelålders och inte fullt så heta. Röda är svalare och ofta åldrande och döende. De små vita och svarta stjärnorna, ligger i dödsryckningarna. Vissa stjärnor är ensamma liksom vår sol. Det vanliga är dock att systemen består av två eller tre stjärnor som roterar kring en gemensam tyngdpunkt. Det finns också stjärnhopar med några dussin solar och vidare upp till de stora klotformiga hoparna med miljoner stjärnor. Varje stjärnsystem är isolerat från sina grannar av ljusåren. För att finna vår sol, får vi styra ut kursen mot ett tillsynes obetydligt område ute i en avlägsen spiralarm. På vägen, ljusår hemifrån, träffar vi på den så kallade Krabbnebulosan. Den är ett lysande gasmoln som utgör resterna av en gigantisk supernova-explosion. Ett kosmiskt fyrverkeri, som på jorden registrerades år 1054 av bl. a. kinesiska astronomer. 3

4 En supernova är en ovanligt stor och massiv stjärna som avslutar sina levnadsdagar i en väldig explosion, som i Krabbnebulosans fall varade i tre månader. Dess ljusstyrka blir lika stor som hela den galax den ingår i, t. ex. år 1054 var den synbar i fullt dagsljus och man kunde lätt läsa i dess sken om natten. Hur en stjärna "dör" beror på dess massa och storlek. Generellt kan man säga, att ju större och massivare de är, desto hårdare blir deras fall. Vår sol som är av medelstorlek, får ett lite lugnare förlopp. Först sväller den upp och blir en så kallad röd jätte, för att sedan krympa och sluta sina dagar som en vit dvärg. Men det dröjer nog ett tag till, i jämförelse med en mänsklig livslängd, så är solen som en 30-åring vid god vigör. Om vi återgår till Krabbnebulosan så finner vi inne i molnet, resterna av det som en gång var en stor sol. En så kallad Pulsar, en neutronstjärna med en storlek av en medelstor stad ungefär, och med en täthet så stor att en tesked materia skulle väga flera miljoner ton. Den lilla stjärnan har också en otrolig rotationshastighet, omkring 30 varv i sekunden. Den blinkar alltså 30 gånger i sekunden, därav namnet Pulsar. En rymdens egen fyr, som skulle kunna vara till god hjälp för eventuella navigerande rymdfarare. De svarta hålen, som väl alla någon gång hört talas om, kallar man det som blir kvar av de största och massivaste stjärnorna. Kärnan av det som blir kvar av stjärnan efter explosionen, har sådan enorm rotationshastighet, att inte ens ljuset orkar slita sig loss, därav namnet. Gravitationens överhand gör att rotationen bara ökar och ökar, och kärnan blir mindre och mindre tills...försvinner den eller? Ja, det är väl ingen som egentligen vet vad som verkligen händer. Men en sak är säker, våra vanliga naturlagar är icke tillämpbara. Naturen har ju ständigt överraskningar för varje tidsålder att utforska, och vår värld vore nog en eländig liten sak annars (den är väl tillräckligt eländig ändå). Naturen kan ju inte avslöja alla sina hemligheter på en gång. Vill man göra det lätt för sig, och det ska man väl försöka göra om man kan, så kan man ju säga att tiden, är naturens metod, att förhindra att allt händer på en gång. Hur som helst, så reser vi emellertid vidare och vi börjar nu närma oss vår del av Vintergatan. Vi träffar på ytterligare ett av vår galax många lysande gasmoln, Orion-nebulosan i den praktfulla stjärnbilden Orion, jägaren. Vi är nu 1500 ljusår från jorden. Orions bälte eller de tre vise männen som de också kallas, har väl de flesta sett på natthimlen någon klar vinterkväll. Strax under "hänger" tre stjärnor som tillsammans utgör Orions svärd. Nebulosan syns från jorden som en ljusfläck i mittstjärnan i Orions svärd. Men det är ingen stjärna. Det är ett moln som döljer en av naturens hemliga platser, en stjärnbarnkammare, där stjärnor föds. Ur en del moln föds stjärnorna, andra vittnar som vi tidigare sett, om deras död. Det finns också stora svarta moln med ljusårs diameter som driver bland stjärnorna, fyllda av organiska molekyler, vilket betyder att livets byggstenar finns lite varstans. Nästa anhalt på resan är Plejaderna, eller sjustjärnorna som en del kallar dem. Det är en liten stjärnhop vars form påminner om Karlavagnens, fast i miniformat och som lätt kan ses från jorden, inte långt från Orion. En hop unga stjärnor, "bara" 50 miljoner år gamla, som nyss flygfärdiga släppts ut i galaxen för att fullborda sitt öde. 4

5 Vi har nu bara 400 ljusår kvar till jorden. Vi ser nu vår sol som en ordinär stjärna framför oss de sista ljusåren av vår resa. Vi börjar nu närma oss vår egen bakgård, och vi ser jättelika "snöbollar" som är sammansatta av is, sten och organiska molekyler. Det är kometkärnorna. Någon gång då och då störs de av en förbipasserande stjärnas gravitation, och en av dem styr då lydigt in i solsystemet. Solen hettar då upp den vilket gör att isen förångas och en vacker kometsvans utbreder sig. Vi är nu bara något ljusår hemifrån, och vi närmar oss en vanlig gul dvärgstjärna omgiven av nio planeter, dussintals månar, tusentals asteroider och miljarder kometer som alla ingår i solens familj. Ungefär sex miljarder km, eller räknat i ljusets hastighet 5 1/2 timmar från jorden, träffar vi på Pluto, solsystemets minsta och yttersta planet. Följd av sin enda måne Karon, som upptäcktes så sent som Även inom vårt eget solsystem är forskningen än i sin linda. (Många astronomer idag menar att det finns en tionde planet utanför Plutos bana. Störningar i Plutos bana tyder på det). Vi har nu de fyra stora gasplaneterna framför oss. 1 1/2 ljustimme från Pluto ligger Neptunus med sina åtta månar. Man har misstänkt att även Neptunus är omgivet av ett ringsystem och 1989 kunde Voyager på sin resa genom solsystemet bekräfta det. Det betyder att alla fyra gasplaneterna har ett ringsystem. Även om det är Saturnus som vi kanske främst förknippar som "Ringplaneten". Efter ytterligare 1 1/2 ljustimmes resväg hittar vi solfamiljens eget lilla "Svarta får", Uranus. Den beter sig inte som de andra planeterna utan "ligger på sidan". Uranus är omgiven av 15 månar och ett ringsystem som inte upptäcktes förrän ljusminuter eller 1 1/2 miljard km från jorden möter vi Saturnus - solsystemets smycke. En av Saturnus månar, Titan som för övrigt är den största månen i solsystemet, är en löftesrik värld av största intresse. Varför? Jo, det är den enda måne i hela solsystemet som har atmosfär. Vi börjar nu nalkas den största planeten av alla i solsystemet. Jupiter, vars diameter är mer en elva gånger större än jordens. Någon har räknat ut att det skulle få plats 1323 jordklot inuti Jupiter. Jupiters baksida lyses upp av jätteblixtar, något som rymdskeppet Voyager upptäckte Vi har en liten bit kvar till vår näst sista anhalt på resan som är ett gäng "stenbumlingar", det så kallade Asteroidbältet, som ligger i en ring runt solen mellan Mars och Jupiters banor. Det troligaste är att de är "Råmaterial" som hindrades av Jupiters gravitationskraft att bli en planet. De kan eventuellt också vara resterna av en planet som har exploderat. Vissa forskare, lite mer spekulativa kanske, tror att det en gång har varit en planet med en högtstående civilisation, som inte klarade av att handskas med den tekniska utvecklingen, utan förgörde sig själva. Det är ju inte speciellt svårt att förstå vad de haft som förebild. Vi passerar nu genom Asteroidbältet, de reven och grunden som ligger i utkanten av planeternas rike. Vi har nu kommit in i solsystemets skärgård, med lite mer jordlika planeter. Exempelvis Mars, den röda planeten som är vår sista "hållplats" på färden. 5

6 Mars har en mycket tunn atmosfär med himlasträvande vulkaner, väldiga sprickdalar och uttorkade flodfåror, enorma planetomfattande sandstormar och möjligen möjligen kanske, man har inte helt gett upp hoppet ännu, några enkla livsformer. Under de sista ljusminuterna färdas vi mot en blå disig värld, den tredje från solen. Målet för vår långa resa genom tiden och rummet. vår resa får oss att se den med nya ögon när vi sveper in genom atmosfären. Välkommen till planeten Jorden - Solsystemets Diamant. En värld med kvävehaltig atmosfär, blå himmel (ibland i alla fall), väldiga hav av flytande vatten, svala skogar och leende ängar. En värld som verkligen myllrar av liv. Det är här vi lever och bor. Jorden är vårt hem, vår moder i kosmos. Det är här vi har utbildat vår lidelse att utforska var vi är och vilka vi är. Det är här som människosläktet en gång skall uppnå sin myndighetsålder. Tyvärr finns det gott om så kallade "bakåtsträvare", som tycker att det var stort slöseri med pengar att t. ex. landstiga på månen. Deras främsta argument brukar lyda kortfattat, att till en kostnad av miljarder, fick vi med oss hem en näve värdelöst grus. Man tänker tydligen bara på materiell vinst och inte på vilket oerhört "kliv på trappan" detta innebar för mänskligheten som släkte betraktat. Att ha vuxit ur sin "kosmiska vagga". En jämförelse som kan vara intressant i sammanhanget, är att kostnaderna för hela Apolloprogrammet, från konstruktionsarbetets början 1962 till sista månlandningen 1972, är samma belopp som enbart amerikanska kvinnor lägger ut på kosmetika under ett enda år. Man kan ju undra var logiken finns när man tycker det är slöseri att föra utvecklingen framåt för människosläktet, samtidigt som man blundar för förstörelsen av vårt enda hem i kosmos. Vår resa närmar sig nu sitt slut. Jag hoppas att den har varit både rolig och lärorik. Som jag nämnde förut, är det min förhoppning att den får oss att se vår jord med nya ögon, nästa gång vi vandrar i en stjärnklar natt och ser upp på de myriader av stjärnor som gnistrar där ute, och de oundvikliga tankarna som dyker upp förr eller senare. Tankar som jag skulle vilja belysa med hjälp av ett citat från H. Gordon Garbedian s bok om Albert Einstein. "Var finns ursprunget till så mycket skönhet, till alla otaliga världar som obönhörligt fullföljer sina banor i tid och rum, och till livets oändligt skiftande rikedom. Hur har allt detta skapats. Vad är meningen med människans skapelse, varifrån har jorden kommit, hur tillgick skapelsen. Vilken är människans plats i världsordningen". Vårt behov av att förstå allt detta, tror jag, finns djupt inom oss i form av en längtan. En längtan att få komma hem. Peter Lundström Amatörastronom 6

7 Den här uppsatsen är ursprungligen skriven 1985 och reviderad 1995 Inspirationen kommer i första hand från Carl Sagan s TV-serie "Cosmos" avsnitt 1. Tankeleken att räkna till en miljard är hämtad från Eric Chaisson s bok "kosmisk Gryning 7