Ny skapelseberättelse om kosmisk karma

En solig dag är Princeton University den ultimata amerikanska universitetsidyllen. Bilderna i filmen »A Beautiful Mind« känns igen – byggnaderna är verkligen täckta av murgröna. I dag ösregnar det dock så hårt att det knappt går att läsa vägskyltar.

Dave Crant från The Ocean Institute erbjuder lift från tågstationen om det är okej att jag har hästskokrabborna i knät? Hästskokrabborna?

– Nasa skickar alltid med sina astronauter hästskokrabb-blod ifall de behöver diagnostisera sjukdomar i rymden. Krabbornas blod är extremt känsligt och reagerar på minsta virus eller bakterie.

Men det är inte hästskokrabbor utan en alternativ teori till universums födelse som är fokus för dagens besök. Kosmologi är minst sagt hett just nu. En fysiker jag träffar berättar hur Princetons astronomer och kosmologer träffas en gång i veckan för att visa upp nya upptäckter.

Reglerna är att ingen får använda power point eller prata längre än fem minuter. Varje vecka. Helt nya observationer.

Vi vet inte exakt hur universum kom till. Den rådande teorin är inflationsteorin: För lite mindre än 14 miljarder år sedan fanns en oändligt kompakt, oändligt het klump materia som exploderade i vad vi kallar big bang. Tid och rum uppstod på något sätt, universum expanderade blixtsnabbt, energin som skapade big bang övergick till en gas av het strålning som svalnade, expansionen mattades av och atomer och molekyler klumpade ihop sig till stjärnor och galaxer.

Två Princeton-professorer i teoretisk fysik, Paul J Steinhardt och Neil Turok, har nu presenterat en alternativ teori: big bang var inte alls tidernas begynnelse. Universum är cykliskt.

– Vi vet mycket om vad som hänt med universum från sekund ett tills nu, och vad vi vet passar båda teorierna, säger Paul Steinhardt, som sitter på en Albert Einstein-professur i vetenskap samt är professor i teoretisk fysik och astrofysik (avdelning inom fysik som studerar rymden) vid Princeton.

Steinhardt tar emot på sitt rymliga kontor som onekligen har en touch av lekis. En modell – en kvasikristall vars struktur Steinhardt klurade ut – av pingisbollar och piprensare står på ett skåp. Ena väggen täcks av en svart tavla. Fysiker använder alltid svarta tavlor, aldrig vita moderna, så de kan fotografera sina ekvationer.

Avgörande för vilken teori som blir den rätta är det foto vi har av universums födelse. 2001 sände Nasa (U.S National Aeronautics and Space Administration) ut en satellit för att utforska den yttersta kanten av vårt synliga universum.

Uppdraget kallas WMAP. Ombord på satelliten fanns högkänsliga detektorer designade för att samla upp en del av det uråldriga ljus som uppstod för 14 miljarder år sedan. Ungefär varannan minut snurrade satelliten runt sin egen axel och ritade ut en cirkel samtidigt som den rörde sig runt skyn.

Nitton månader senare, i februari 2003, hade WMAP samlat tillräckligt med ljus för att presentera den första tydliga bilden på vårt universum som nyfött. (En lågupplöst bild hade tagits 1989 genom Nasas Cobe-projekt.) WMAP-bilden var en triumf. Alla mätningar som lett fram till inflationsteorin bekräftades: galaxernas formationer, distributionen av infraröd strålning, universums ålder, dess expansionshastighet.

– Vi kan beskriva universums status för många miljarder år sedan mer exakt än meteorologer kan förutspå vilket väder vi har i morgon, säger Paul Steinhardt.

Men bara för att en teori verkar passa, betyder inte det att inte en annan teori också kan göra det. Tänk om big bang inte alls var tidernas begynnelse utan bara en händelse i en evig cykel?

I varje cykel sker ett big bang som skapar het materia och strålning som expanderar. Expansionen accelererar tills materien är så utspridd att det bildas ett vakuum. Efter en biljon år eller så, sker ett nytt big bang som bildar ett nytt universum. Steinhardt och hans kollega Neil Turok argumenterar i sin bok »The Endless Universe – Beyond the Big Bang« för att så lika gärna kan vara fallet.

Steinhardt och Turok fick korn på idén samtidigt. De var båda på en föreläsning om strängteori (ett försök att hitta en enad teori för alla fysiska processer). Talaren redogjorde för hur en särskild form av strängteori leder till en ny teori om våra elementarpartiklar (atomers minsta beståndsdelar): vår tredimensionella värld är skild från en annan osynlig tredimensionell värld genom ett smal klyfta längs en fjärde dimension vi inte kan uppleva. Det enda som binder samman de båda världarna är gravitationen.

Steinhardt och Turok tänkte samma sak: Kan dessa världar röra sig längs den fjärde dimensionen? I så fall – är big bang inget annat än kollisionen mellan dessa båda världar? Fler och fler mätningar stödde deras idé – en teori om ett cykliskt universum där det som händer i vårt universum påverkar hur nästa cykels universum ser ut: en form av kosmisk karma.

– Förutom att ge oss nycklar till vår historia och framtid, kommer det också att ge oss information om vår fundamentala fysik. Jag tror att ett cykliskt universum kan påverka vårt filosofiska synsätt, inte bara vårt vetenskapliga.

Varför skriva en bok innan vi vet säkert?

– Även om teorin visar sig vara fel är det ett intressant dokument av upptäckarprocessen. En idés dagbok.

Paul Steinhardt tror att vi kommer få svar på vilken teori som stämmer redan inom fem år.

– Men det skulle kunna ske i morgon. Naturen har gett oss ett litet fönster till universums första dagar. Allt eftersom vi förbättrar den bilden kommer vi se olikheter. Utmanaren har inte bevisat att den kan slå rådande champion. Men den har visat att den är en värdig motståndare.
Vilken teori håller du på?

– Jag har jobbat med båda. Vad jag verkligen vill veta är svaret.