Universets gåter

 Albert Einsteins relativitetsteori, standardmodellen for partikkelfysikk, og mye annen forskning har gitt svar på mange mysterier. Men fortsatt står flere spørsmål om universet og naturens oppbygging ubesvart. Gåtene som Higgspartikkelen og mørk materie kan nå potensielt få en løsning. Alternativt kan de anerkjente teoriene veltes.

10 September 2008 sto verdens største partikkelakselerator LHC klar til bruk. Maskinen er et omfattende forkningsproskjekt fra CERN i Geneve. I en rund tunell under bakken skal det krasjes hadroner, og forskerne håper å få nye kunnskaper om mørk materie, sorte hull, naturens byggeklosser og verdens opprinnelse.

Partikkelakseleratorer er ingen nyhet, innretningen brukes blant annet i bilderør i en vanlig TV. Akseleratoren gir elektrisk ladde partikler høy hastighet ved hjelp av elektrisk kraft, og styrer dem, enten i sirkel eller rett frem. LHC (Large Hadron Collider) er derimot av et litt annet kalliber. Akseleratoren står i en 27 km. lang tunnell 100 meter under jorda og kan aksellere hadroner med  3,5 ganger høyere hastighet enn noen har klart tidligere.  Hadronene skal kollidere med hverandre, og dermed fisjonerer de til kvarker og andre elementærpartikler. Når de gjør det, står fire stasjoner klare til å ta bilder som forhåpentligvis vil kunne vise hvordan partikkelbitene reagerer. Ikke minst håper forskerene å finne den omstridte Higgspartikelen som de har lett etter i 40 år.

Kollisjonene vil være en slags konstruksjon av hva som skjedde rett etter Big Bang, og energien er så høy at ny informasjon potensielt kan dukke opp.

Periodetabellen og atomer er kjent for de fleste, men for å forstå LHC forsøkene, trengs det utvidet kunnskap om hvordan protoner og nøytroner er bygd opp. Lenge mente man at protoner og nøytroner var elementærpartikler, altså de aller minste byggeklossene. Men i 1963 fastlo Murray Gell-Mann at de besto av enda mindre partikler, kvarker. Standarmodellen er en teori som beskriver fargekraft, svak kjernekraft, elektromagnetisme og elementærpartiklene. Modellen er utviklet og forskningsmessig underbygget gjennom mange år. Den inneholder lover for hvordan partiklene og kreftene oppfører seg, reagerer med hverandre og utvikler seg. Teorien forklarer hvordan partikler kan skapes og ødelegges, og hvordan de kan bli til andre typer partikler ved kollisjoner.

Det finnes seks forskjellige kvarker med forskjellig masse og ladning, de forekommer aldri alene, men sammen i grupper bygger de opp materien verden består av. Partiklene bindes sammen til hadroner ved hjelp av gluoner (av glue).

Nøytronet, som har nøytral ladning består av en positiv opp-kvark og to negative ned-kvarker, protonet, som er positivt har to opp-kvarker og en ned-kvark.

Elektronet derimot er ikke bygget opp av kvarker, og er derfor en elementærpartikkel i seg selv. Hadron er betegnelsen på partikler som er bygget opp av kvarker. Nøytroner og protoner er derfor slike partikler.

Når man krasjer hadroner med så høy energi at de tvinges til å dele seg opp, kan man se hvilke partikler de er bygd opp av. Om partiklene kan danne nye sammensetninger, eller om de får andre egenskaper. Det som oppstår i restene etter hadronene kan bekrefte det vi mener å vite, gi nye kunnskaper, eller velte etablerte teorier.

Higgspartikkel er en elementærpartikkel, oppkalt etter Peter Higgs. Selv om den er en viktig del av standardmodellen er den helt hypotetisk. Vi vet ikke sikkert om den eksisterer.

Standardmodellen har hittil stemt med alle forsøk, likevel er det løse tråder. I følge modellen skal ikke partikler ha noen masse, likevel vet vi at de har det.  For at modellen skal gå opp må det finnes et felt, bestående av en gravitasjon, som sørger for at massen i planeter, stjerner og atomer holdes sammen. Dette feltet antas å bestå av den mystiske partiklen, og at det brer seg gjennom universet.

Higgsteorien går ut på at det antatte magnetfeltet sørger for at partiklene får massen de i utgangspunktet ikke har. Dessuten holder det massen på plass, slik tyngdekraften holder alt til jorda.

Higgspartiklen har blitt jaktet på i 40 år, uten at noen har funnet den. Gjennom forsøk med partikkelakseleratorer har forskerene prøvd å finne partiklen i restene fra hadronkollisjoner. Dette har imidlertid bare vist at det trengs høyere energi og større fart for å lage den. LHC skal i teorien ha nok energi til å gjenskape sekundene etter Big Bang, der higgspartiklen må ha oppstått.

Big Bang teorien er anerkjent av de fleste, og relativt godt dokumentert.  For ca. 13,7 milliarder år siden løsrev naturkreftene gravitasjon, elektromagnetisme og atomkrefter seg fra hverandre. Dette førte til at universet utvidet seg med en enorm hastighet, og temperaturen steg kraftig. Trykket og varmen førte til smellet vi har kalt Big Bang. Fra eksplosjonen ble det kastet ut en masse fotoner som etter hvert dannet protoner, nøytroner og elektroner.

Etter ca. 300 000 år fusjonerte elektronene og kjernene til atomer, og de første grunnstoffene oppsto. Deretter har universet hele tiden utvidet seg.

Når LHC krasjer hadroner skjer noe av det samme, de splittes opp til elementærpartikler, som kan settes sammen og danne nye stoffer og andre partikler.

Antimaterie og sorte hull er noe av det forskerene vet minst om. Da universet oppsto var det like mengder antimaterie og materie i universet, og ingenting tilsier at det skal være mer av materien. Likevel er det det i dag.

Antimaterie er kort sagt det motsatte av materie og atomer har tilsvarende speilbilder. Antiatomene er som stoffenes negativer, de er motsatt. De har altså negativ kjerne og positive elektroner. Hva slags egenskaper antimaterien har er usikkert, men det forskes på om den kan ha en motsatt tyngdekraft. Det vil i såfall være med å forklare utvidelsen av universet og egenskapene til Higgsfeltet.

Sorte hull er et av resultatene av stjerner som dør i en supernova. Restene etter stjernen presses sammen til de får en ekstrem massetetthet og en så kraftig gravitasjon at alt i nærheten dras til det sorte hullet. Massen vil bli større etter hvert som hullet suger til seg alt rundt. Fordi gravitasjonen er så kraftig trekker sorte hull til seg både lys og tid, derfor er det nærmest umulig for oss å se hva som skjer rundt kjernen.

Gravitasjonen har imidlertid ikke ubegrenset rekkevidde, bare objekter som kommer innenfor en viss avstand fanges opp og kraften er ikke like sterk ytterst som innerst.

Masse som trekkes mot et sort hull vil kretse rundt kjernen som en virvelvind, før det fanges innenfor hendelseshorisonten. I denne malstrømmen blir energien høy og varmen stiger. Når gass varmes opp kan den lage kraftig lys, og det har blitt observert røntgenstråling, radiostråling og lys fra slike prosesser. Forskerene har kalt denne strålingen jetstråling.

Fordi sorte hull oppstår når partikler trykkes sammen av kraftig trykk bør det potensielt være mulig å lage små sorte hull med LHC. I 2008 var en del forskere skeptiske til oppstarten av akseleratoren. De mente maskinen ville lage sorte hull som kunne vokse seg kraftige nok til å sluke jorda. Bekymringen ble imidlertid ikke tatt hensyn til og komiteen for partikkelfysikk fastslo at proskjektet var helt trygt.

Selv om det teoretisk er mulig å lage sorte hull med LHC vil de være så små at de er helt ufarlige. Derimot vil de kunne gi en unik kunnskap om det mystiske fenomenet.

Selv om LHC var klar til bruk i 2008 lar de store resultatene vente på seg. Like etter oppstarten oppsto en feil på maskinen som førte til en lengre stans. Selv om akseleratoren er oppe å går igjen er det uvisst hvor lang tid det vil ta før det kommer noe gjennombrudd, eller om det i det hele tatt kommer. Ikke alle partiklene kolliderer, og selv om de gjør det er sannsynligheten stor for at det ikke skjer noe banebrytende og nytt.

Materialet fra forsøkene skal dessuten vurderes, tolkes og kontrolleres før det evt. kan sies om det er av betydning.

Også bekreftelser på teorier vi “vet” er riktig, er verdifulle, og dersom LHC har potensiale til å gi revolusjonerende resultater, vil den nok gjøre det. Med tid og stunder.

Portrett av en fri mann

Det smeller i gangene, solstrålene glitrer våkent inn vinduet. Roping og skriking utenfor, det er morgen. Hvor mange ganger har jeg ikke våknet til dette maset? Hvor mange ganger har jeg ikke bøyd hodet og gått søvnig til de samme oppgavene? Men ikke i dag, i dag er annerledes. I dag er sola ekstra gul, og ekstra varm. I dag er den første dagen av mitt liv for annen gang.

Det er mye venting, alt skal ordnes, papirer underskrives. Ting skal utleveres og nye papirer skal skrives på. Da jeg endelig går er det uten sorg i hjerte. Jeg kommer ikke til å savne noe av dette. Ikke en gang Roger tror jeg. Roger en kul fyr, det var han som fant informasjonen jeg trengte. Ordene på den lille krøllete lappen som ga meg håp og vilje til å fikse meg selv.

Jeg blir stående under en bjørk og se meg om. Veien er fuktig etter en natt med fossefall fra himmelen. På bladene henger små glitrende perler som snart skal jages vekk av hissige solstråler. Jo, dette er en fin dag å dra på. Når jeg rusler mot bussholdeplassen tenker jeg at jeg burde ha med noe, men jeg vet ikke helt hva. Det er ganske tomt i lommene mine. Jeg graver, skraper og teller før jeg forter meg inn dørene til en liten butikk. Etter en stund finner jeg noe som passer. Det er ikke dyrt, men det er helt nydelig, perfekt.

Bussen bruker hundre år, men selv om jeg er utålmodig gjør det ikke så mye. Jeg har all tid i verden nå, det er gått så mange år at noen minutter spiller ingen rolle. Ved siden av meg sitter en gammel dame, jeg smiler til henne. Hun kikker skeptisk på meg, men smiler tilbake. Noen samtale blir det ikke, men det gjør ikke noe. Folk får tenke hva de vil. Jeg føler meg som en prins, på vei for å erobre kongeriket og prinsessa. 

Vi kjører forbi en masse hus, gule og brune. Røde med hvite karmer. Fine hager. Jeg maler bilder i hodet av hvordan det ser ut, hvordan det kommer til å være. Jeg tenker på øyne fylt med glede og varme klemmer. Jeg tenker på stekt egg om morgenen og bøker med vakre historier om kvelden. Jeg har mye å gjøre opp for, og nå skal jeg endelig få sjansen til å gjøre det.  Når bussen nærmer seg, knuger jeg lappen. Det blinker stopp på skjermen, og plutselig står jeg ute på gata. Jeg fikler nervøst med den krøllete papirbiten, leser husnummeret en gang til. Huset er brunt, jeg kan se det bare noen meter borti veien. Plutselig blir jeg usikker, jeg vet jo ikke hva de vil si. Skrittene mine er tunge og lette samtidig når jeg begynner å gå. Jeg kan høre lyden av knasende grus under bena mine når jeg svinger ned veien, det er en øredøvende lyd. Kanskje den bare er i hodet mitt.

Jeg stopper en meter fra døra, ser den lille sykkelen som står lent mot veggen. Det er lys i vinduet, og jeg vet de er hjemme. Det ligger en forglemt barbie på grusen, hun har fått håret vasket i sølevann og ser ut som hun kunne trenge nye klær. Det kan vi sikkert ordne. Jeg trekker pusten, manner meg opp. Ser navnene deres på dørskiltet. Mitt liv, våre liv, vår framtid.

Lyden er høy og skjærende, ingen tvil om at klokka virker. Skritt i gangen. Jeg svetter og fylles med glede samtidig. Selvfølgelig blir de glade, selvfølgelig har de ventet på meg. Selv etter all denne tiden vet jeg med meg selv at jeg er velkommen. Jeg må være det. Dørhåndtaket beveger seg, jeg drar det lille smykket opp av lomma. Det skinner mot meg. Jeg tror det er det vakreste jeg har eid noen gang. Jeg har hatt mange pene ting, men de har ikke egentlig vært mine. De har ikke betydd noe på denne måten. 

Jeg rives ut av tankene mine med et rykk da døra slår opp. En dyp stemme sier ”ja?” Jeg skvetter så jeg nesten detter ned trappa. Vrir meg for å se på skiltet på døra en gang til, men det går ikke. Dette er feil, helt feil. Jeg drar opp lappen og ser på den igjen, jeg vet jo det er riktig. Idet jeg åpner munnen for å spørre, ser jeg henne i bakgrunnen, og det faller et tonn med stein i magen min. Jeg klarer ikke si noe. Bak henne dukker det opp et lite lyst hode, jeg ser henne stoppe barnet og holde rundt det. Hun er nydelig, har mine øyne. Store og spørrende ser de på meg. Jeg snur meg vekk. Bamsen i døra brummer irritert, jeg hører ikke hva han sier, men blikket hennes har alt fortalt nok. Det er ingen framtid her. Jeg føler meg med et ufattelig dum, hva var det egentlig jeg trodde? Jeg snur meg en siste gang. Det står tre navn på døra, og det tredje er ikke mitt. 

På trappa ligger et lite hjerte, i skyggen ser det ikke så flott ut lenger. Det er lite skinnende og vakkert over noe billig ræl. Men jeg vil hun skal ha det, det er det eneste jeg har kjøpt til henne, det eneste jeg virkelig har lagt sjelen min i. Kanskje det eneste minnet hun vil ha av meg.

Den gamle damen fra bussen krysser gata, jeg smiler ikke mer. Blikket hennes stikker meg som nåler. Sola er ikke lenger varm og perlene på bjørkeløvet er borte. Jeg bøyer hodet. Da jeg gikk ut den store jernporten i dag tidlig følte jeg meg som en fri mann. Virkeligheten har slått meg med en knytteneve av stål midt i trynet, og jeg vet jeg aldri vil bli ordentlig fri.

Norrøn ættekjensle og miljøpolitikk

Alt var så mykje betre før! I alle fall tykkjer dei gamle det, når dei klager over dagens ungdomar.

Eg veit ikkje kva dei meiner med ”før”, det kan jo vere så mangt. Sia denne teksten skal handle om norrøn tid, skal eg snakke litt om tida før Heilag Olav døyde i slaget på Stiklestad i 1030. Den gongen var mannfolka tøffe, og kvinnfolka sterke. Ungane derimot, dei døyde både støtt og stadig. Men vikingane løyste det problemet med å lage mange av dei.

I dag lager me ikkje så mange ungar. Dagbladet seier ofte at sex gjer folk lykkelege, så eg trur kanskje dei gamle har rett. Om dei har det eller ikkje, spelar eigentleg lita rolle, vi bryr oss ikkje så mykje om dei uansett. Gamlingane er noko som har gått ut på dato, og i dag brukar me resirkulere slikt. Det er godt vi er blitt så miljøbevisste, på grunn av den globale oppvarminga. Forskarane seier det kan gå riktig ille, og da lyt vi tenkje på framtida, og ikkje utgått slekt. Når eg snakkar om forskarane; dei seier mykje rart dei også, og dei er sjeldan einige. Ein gong las eg at barn av eldre fedrar vart dumme. Då vart eg forvirra. For far min var 40 år eldre enn mor mi. Og eg har to brør som tykte skulen var så kjedeleg, at dei tok noko av han som privatistar. Eg vil tru det tydar at dei er smarte?

Sia far min var ein av dei gamle, brukar eg seie at eg vaks opp i steinalderen. Det var nemlig ikkje slik at det berre var han som var gamal. Vi hadde gamal tv, gamal utedo, og budde på ei gamal seter, der vi henta vatnet i brønnen. Vi hadde til og med litt gamal slektskjensle, sida vi aldri leverte han til gjenvinninga. Utover at vi spreidde oska i skogen da, det blir kanskje å resirkulere det?

I norrøn tid brukte dei å hemne seg, om nokon var så tjukke i hove at dei trua familien deira. Då vart mannfolka sinna, og tog med heile slekta for å vise kor tøffe dei var. Det må jo kunne kallas ættekjensle vil eg tru. Nokon i dag har ikkje gløymt dette med ættekjensle. Dei har riktig nok bytta hestane med BMW, og snakkar ”kebabnorsk”. Men bilen er minst like viktige som hesten var før i tida. Man køddar ikkje med hesten til ein viking, og heller ikkje med BMW-en til ein pakistanar. Dei kan begge gje døds straff.

Det gjer også mange land. Amerika blant anna, men det har ikkje noko med slektskjensle å gjere, så eg skal ikkje snakka om det! Men det store utland har mykje anna å by på. Ein gong snakka eg med ei dame i Tanzania. Ho tykte ikkje oppbevaringa, og resirkuleringa, av den utgåtte slekta var noko moro. Ho sa ho ville kome til Noreg, og ta vare på dei gamle. Vi derimot, ville gjerne ta vare på hundane hennar. Så vi byggja ein hundegard, og ga dei kjøtt å ete.

Eg undras om det tydar at vi i Noreg har ei hundekjensle, og dei i Tanzania har ei ættekjensle? Sjølv om det verken var våre hundar, eller hennar slektningar.

I Afrika får dei også mange barn. Og han forskaren i Dagbladet har nok rett, for dei er svært lykkelege på den afrikanske landsbygda.

No har eg nesten gløymt han Heilag Olav. Han blei jo kristen han, og vende de gamle gudene ryggen. Men så døyde han jo og da, det er slikt vi kaller karma i dag!

Dei norrøne gudane var viktige førebilete for vikingane. Dei laga dikt om korleis ein mann burde vere, og sa det var slik ein levde eit liv i ære. Vi har nokre slike dikt i dag også. Dei kallas salmar, men det er eigentleg ingen som bryr seg om dei. Dei har liksom gått ut på dato dei også.

På gardane før i tida hadde folk ei sterk ættekjensle, både med slekta og naboane. Eg hugsar det frå spelet om ”Slaget på Stiklestad”. No i dag bryr vi oss ikkje så mykje om bøndene lenger. Men bygdedyret, det har ingen klart og gjere blodhemn på. I den gamle folkevisa “Olav og Kari” tek Olav livet av kona si, berre fordi mor hans snakkar stygt om ho. I dag ville vi sjølvsagt resirkulert den mora med ein gong. Og ikkje ville nokon tatt livet av Kari heller. Vi ville berre mobba ho til ho gjorde det sjølve, og spara oss for jobben. Vi er nemlig ikkje så sterke og tøffe lenger.

No har eg snakka litt om tida før Heilag Olav, og før mykje anna også. Før eg vart vaksen for eksempel. Og eg trur slektskjensla lever den dag i dag, han har bere blitt litt meir pedagogisk. Han har liksom mutert, slik vi har lært om i naturfag.

Men ungdomane, dei er like håplause. Og det er kanskje derfor folk har slutta å lage så mange ungar, og blitt deprimerte.