Universet: hvordan kan noe smått bli uendelig stort?

Den rådende teorien om universets start og utvikling, den teorien som populært kalles Big Bang-teorien, forteller bl.a at alt vi kan observere i universet i dag, for 13,8 milliarder år siden startet som en såkalt singularitet (et punkt) med veldig konsentrert energi. Samtidig hevdes det at hele universet antagelig er uendelig stort. Men hvordan kan noe som var veldig lite bli til noe som er uendelig stort? Når skjedde overgangen fra en viss størrelse til en uendelig størrelse?

Svaret er at allerede da universet startet, så var det antagelig uendelig stort, og siden har det blitt større. Men vent nå litt, hvordan er dét mulig? Dette stemmer da ikke med singulariteten i starten? Jo, det kan det gjøre, men for å skjønne det må vi først definere to endelige størrelser: startsingulariteten og dagens observérbare univers. Startsingulariteten er vanskelig å fatte, nærmest "uendelig liten" og altså ikke uendelig stor i seg selv. Denne utviklet seg dog ikke til hele universet, men kun til den delen av universet vi kan observere. Denne delen er begrenset i størrelse av tre faktorer, universets alder, lysets hastighet i vakuum og universets utvidelsestakt. Det er beregnet at den nåværende størrelsen på denne kjente delen av universet er ca 94 milliarder lysår i diameter. Jorda er i sentrum av denne delen, fordi det er herfra vi observerer universet.

Startsingulariteten har altså utvidet seg til dagens observérbare univers, og denne delen av universet har vi beregnet størrelsen på. Men kosmologene tror det var et uendelig antall slike startsingulariteter i det som betegnes som ursuppa, og slik "vår" singularitet utviklet seg til den delen vi kan observere, slik utviklet de andre startsingularitetene seg til andre deler av det uendelige universet. Og fordi ursuppa bestod av et uendelig antall startsingulariteter, så er dagens hele univers også uendelig.

Dette kan illustreres ved en stabel små energipunkter (første illustrasjon) som utvider seg til til større deler i et uendelig univers (andre illustrasjon). Størrelsesforholdet er selvsagt helt feil, dette er bare en måte å forklare det på. Jeg har lagt inn galakser i den ene delen, der vi bor og observerer så langt utover som det er fysisk mulig å observere. Antagelig fortsetter galaksetettheten vi observerer i vår del videre utover i det uendelige, men om det virkelig er sånn kan kosmologene selvsagt ikke vite. Dette blir bare en såkalt kvalifisert gjetning, altså en vitenskaplig gjetning basert på kunnskapen om galaksefordelingen i den delen vi kjenner til. Og fordi denne fordelingen ikke tyder på noen vesentlige endringer utover mot kantene, noe som tolkes at hele universet må være vesentlig større enn den delen vi kan observere, så blir konklusjonen at hele universet godt kan være uendelig.

Et uendelig univers kan synes umulig å forestille seg. Men alternativet, et univers med en yttergrense, er egentlig like umulig å forestille seg. For hvis universet virkelig har en yttergrense: hva er da utenfor yttergrensen? Flere univers, såkalte multivers? Et uendelig og stort sett tomt superunivers? En vegg? Hvor tykk er veggen? Hva er utenfor denne veggen? En ny vegg?

Kosmologenes svar er at hvis hele universet virkelig har en yttergrense, så er det absolutt ingenting utenfor, verken en vegg og heller ikke et rom (ikke et tomrom). Og et "ingenting" på utsiden av universet er enda vanskeligere å forestille seg enn et uendelig univers. Derfor gjetter kosmologene at hele universet antagelig er uendelig stort. Og de konkluderer derfor med at også ursuppa med alle singularitetene antagelig også var uendelig stor.

Les mer:
Det observérbare universet og hva som er utenfor
De fjerneste objektene vi kan se er ca. 46 milliarder lysår unna

Lysår er et lengdemål
Selve rommet utvider seg, mer og mer
Mørk energi kan være en innebygd egenskap i selve rommet
What happened before the Big Bang? And what happened before that? (Wired)