Kategorier dette opslag er registreret under:
Arbejde  .  Videnskab  .  Naturvidenskab
    .  Humaniora  .  Filosofi
Begreber
DatoOpdatering
Indhold
Diskussionsforum
Send
Sidst ajourført: 28/7 2007
Læst af: 9.694
: :
Kosmologi

Kosmologi, der betyder læren om universet eller verden, har flere forskellige betydninger, idet det også kan henvise til verdensanskuelser af en filosofisk, religiøs eller ideologisk art. Her skal ordet bruges i en videnskabelig betydning, nemlig som forsøget på at forstå universet som helhed på et naturvidenskabeligt grundlag, først og fremmest ud fra astronomiske observationer og fysisk teori. Al empirisk viden om universet skyldes signaler fra fjerne himmellegemer (som stjerner og galakser), typisk i form af lys og andre elektromagnetiske bølger der kan opfanges på eller omkring Jorden.

Det er dog ikke klart, om kosmologisk videnskab er mulig helt uden filosofiske eller andre ekstra-videnskabelige antagelser. Under alle omstændigheder er kosmologien en meget speciel videnskab på grund af dens genstandsområde, der er universet, dvs. alt fysisk eksisterende (inklusive rum og tid). I tilknytning til kosmologien bruges også ord som kosmografi og kosmogoni, der refererer til hhv. beskrivelsen af universet og dets oprindelse.

Fra myte til videnskab

Mennesker har altid interesseret sig for himlen og søgt at forstå hvordan verden er opbygget og blevet til. I de tidligste kulturer, som i Egypten og de mesopotamiske riger, havde man mytiske forestillinger om verdens og menneskenes oprindelse, idet guderne var ansvarlige for disse processer eller blev skabt gennem dem. Et tidligt eksempel på en sådan skabelsesmyte haves i det babylonske epos Enuma Elish. Oldtidens kosmogonier var samtidigt teogonier. Den historisk set vigtigste af de tidlige mytiske kosmologier er den jødiske skabelsesberetning, som den findes i Det gamle Testamente og hvor Gud skaber verden ud af intet (dette står dog ikke i Bibelen og blev først anerkendt som et dogme i 1200-tallet).

De oldgræske naturfilosoffer fra omkring 450 f.v.t. søgte derimod at forklare verden naturalistisk, dvs. uden at gøre brug af guddommelige eller andre overnaturlige hjælpemidler. Et eksempel på en ren naturalistisk kosmologi haves hos Demokrit og andre tilhængere af atomlæren, hvis verdensbillede var deterministisk og materialistisk. I den lidt senere græske naturfilosofi, der især stod i gæld til Aristoteles' ideer, gjorde man brug af astronomiske teorier og observationer, hvilket førte til et videnskabeligt baseret verdensbillede der kom til at holde sig i det meste af 2000 år. Ifølge den aristoteliske kosmologi var verden uendelig i tid (dvs. uskabt og uden en slutning) men endelig i størrelse. I midten af universet var den ubevægelige Jord, rundt om hvilken Solen, Månen og de fem planeter bevægede sig i cirkelbaner. Yderst i dette system af kugleskaller befandt stjernerne sig i hastig rotation omkring Jorden.

I den katolske middelalder blev det aristoteliske univers i det store og hele overtaget af kirken, bortset fra at man naturligvis ikke kunne acceptere Aristoteles' påstand om en evig verden – Gud havde jo skabt verden, og man mente endda det var sket for mindre end 6000 år siden. Kosmologien var en integreret del af tidens teologisk-filosofiske lærdom, og man fandt hinsides stjerneverdenen også plads til englene og Guds bolig sådan som beskrevet poetisk i Dantes Guddommelige Komedie. På et mere videnskabeligt grundlag blev kosmologi også dyrket af astronomerne, der lavede modeller for himmellegemernes omdrejninger omkring Jorden. I renæssancen nåede denne form for matematisk astronomi et højt niveau, men i 1543 opstillede den polske astronom Nikolaus Kopernikus et radikalt alternativ i form af et heliocentrisk verdensbillede. Ifølge Kopernikus var Solen i verdens centrum, mens Jorden drejede sig cirkulært om Solen. Fra slutningen af 1500-tallet blev den kopernikanske kosmologi accepteret af flere astronomer (bl.a. Johannes Kepler), men samtidig blev den opfattet som kontroversiel eller ligefrem kættersk i kirkelige kredse. Højdepunktet i denne strid kom i 1633, da den katolske kirke anklagede Galileo Galilei for kætteri og tvang ham til at afsværge den kopernikanske lære. Processen mod Galilei standsede dog ikke udviklingen, og fra omkring 1650 var det heliocentriske univers anerkendt af de fleste ikke-katolske astronomer.

Astronomiens verdensbillede

Med den nye fysik baseret på Isaac Newtons teorier, og især hans teori om en universel gravitationskraft mellem alle legemer, blev det i princippet muligt at forstå verdensbilledet ud fra de fysiske love. Ikke blot kunne Newton og hans efterfølgere beregne himmellegemernes baner, de kunne også lave modeller over stjernernes fordeling i universet. Ifølge Newton var Solen blot en af umådeligt mange stjerner og dermed altså ikke placeret i universets centrum; ja, der var slet ikke noget centrum, for Newton konkluderede at der måtte være uendelig mange stjerner for at universet kunne være stabilt. Denne opfattelse blev overtaget og udbygget af filosoffen Immanuel Kant, der i en bog fra 1755 udviklede en kvalitativ kosmologi der for første gang fremstillede universet som en dynamisk størrelse. Hans kosmologi var samtidig en kosmogoni, idet han argumenterede at universet var skabt fra en oprindelig urtåge og at der til stadighed foregik skabelses- såvel som forfaldsprocesser i det uendelige univers. Selv om Kant pligtskyldigt henviste til Gud som universets skaber og årsag, var hans kosmologi i realiteten uden forbindelse til det guddommelige.

I det 19. århundrede udviklede astronomien sig stærkt og man blev i stand til at studere ikke blot stjernerne men også de «tåger» eller galakser som de store kikkerter afslørede. Man vidste dog ikke om disse tåger befandt sig i Mælkevejen eller uden for den, og man vidste heller ikke om tågerne var store samlinger af stjerner eller om de var gasformige objekter. Disse problemer blev først løst i 1920'erne, da det viste sig at Andromeda-galaksen befandt sig langt uden for Mælkevejen og var en spiralgalakse af omtrent samme struktur og størrelse som denne.

Den almindelige opfattelse i 1800-tallet var at universet var statisk og altid havde eksisteret. Men med fremkomsten af termodynamikken i midten af århundredet kunne man argumentere at universets alder ikke kunne være uendelig, da dette ville stride mod den såkaldte sætning om entropiens vækst. Især i Tyskland var der i sidste del af 1800-tallet en hidsig strid om hvorvidt universet var evigt eller af endelig alder, og der var en tilsvarende strid om universets rumlige udstrækning. Denne diskussion var stærkt præget af tidens sociale og ideologiske strømninger, idet materialister og socialister (herunder Friedrich Engels) argumenterede for et evigt og uendeligt univers, som de anså for uforeneligt med kristendommen.

Kosmologi i det 20. århundrede

Den moderne udgave af videnskabelig kosmologi stammer fra en vigtig afhandling Albert Einstein skrev i 1917 og hvori han anvendte den nye relativitetsteori på universet. Først med Einsteins teori gav det videnskabelig mening at tale om et endeligt men ubegrænset univers. Einsteins model var dog statisk og kunne ikke forklare en række astronomiske målinger, der viste at alle galakser fjerner sig fra hinanden. Den nordamerikanske astronom Edwin Hubble påviste at des længere væk galakserne er, des hurtigere fjerner de sig fra Jorden. Dette blev fortolket som at universet udvider sig, hvilken indsigt først blev opnået af den belgiske fysiker Georges Lemaître i 1927. Det var også Lemaître der i 1931 drog den radikale slutning, at hvis universet altid havde udvidet sig, så måtte det være af endelig alder, altså have haft en begyndelse. Dette er ideen bag hvad der senere blev kaldt big-bang teorien, der opererer med en meget kompakt begyndelsestilstand for universet der så «eksploderede» og udviklede sig til det nutidige univers. Ideen har en overfladisk lighed med bibelens skabelsesberetning, men big-bang teorien indebærer ikke en egentlig skabelse, kun en begyndelse. Lemaître, der var katolsk præst, afviste enhver teologisk fortolkning af kosmologien.

Efter 2. verdenskrig blev kosmologien yderligere udviklet, idet George Gamow og andre anvendte atomfysik til at forstå det meget tidligere univers. Ifølge Gamow var alle grundstoffer blevet til i universets barndom. Teorien havde dog flere svage punkter og også af ideologiske grunde var den kontroversiel. Bl.a. blev den afvist i de kommunistiske lande, da man her mente den var reaktionær og stred mod den dialektiske materialismes filosofi. Derimod tog pave Pius XII i 1951 teorien til indtægt for den kristne skabelsestro. Gennem 1950'erne blev big-bang teorien udfordret af en alternativ kosmologi, steady-state teorien, der antog at universet altid har eksisteret og altså ikke er skabt. Ifølge steady-state teorien udvidede universet sig, men på en sådan måde at det altid havde samme karakter.

Endnu omkring 1960 var det uvist om universet havde en endelig alder eller ej, men observationer nogle år senere gav overbevisende evidens for at big-bang teorien grundlæggende var korrekt og steady-state teorien derfor forkert. Udviklingen siden da har yderligere bekræftet dette, og i dag er universets alder via målinger fastlagt ganske præcist til at være 13,4 milliarder år. Observationer af supernovaer fra slutningen af 1990'erne har desuden vist, at ikke blot udvider universet sig, udvidelsen foregår med stedse større hastighed. For at forklare denne kosmiske acceleration antager man eksistensen af en «mørk energi» der over store afstande virker modsat gravitationen. Naturen af den mørke energi er dog stadig ukendt.

I lange perioder har den kosmologiske videnskab været påvirket af ideologiske og religiøse holdninger, men fra omkring 1960 har disse ikke spillet nogen væsentlig rolle. Moderne kosmologi er en avanceret videnskab, der bygger på matematiske modeller og astronomiske observationer. Alligevel vil mange mene at der er filosofiske eller religiøse elementer forbundet med kosmologien, der jo giver et bud på noget så fundamentalt som verdens begyndelse og også udtaler sig om verdens død i den fjerne fremtid. Dele af den kosmologiske videnskab er stadig af en ganske spekulativ art, hvilket er tilfældet med de teorier der hævder eksistensen af mange universer (adskilt fra vores eget) eller af et univers før big bang. Dette element af spekulation vil formentlig altid være en del af kosmologien.

H.Kr.


Litteratur

O. Pedersen og H. Kragh, Fra Kaos til Kosmos, København 2000.
H. Kragh, Universet i Perspektiv, København 2001.
D. Goldsmith, Det Kosmiske Puslespil, København 1996.