Universets grundstoffer

Af lektor Jes Madsen, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet

Den kosmiske baggrundsstråling, som observeres i dag, stammer som omtalt fra ca. 300.000 år efter Big Bang. Gassens uigennemtrængelighed gør det umuligt nogensinde at se lyssignaler fra tidspunkter tidligere end det. Men indirekte er det dog muligt at „se" længere tilbage (til omkring 1 sekund efter Big Bang)! Den bedste metode er studiet af universets grundstofsammensætning.

I gennemsnit (efter masse) består universets grundstoffer i dag af ca. 73% brint, ca. 25% helium og ca. 2% tungere grundstoffer – dvs. kulstof, ilt, kvælstof, jern etc.

De 2% „tunge" grundstoffer og 1-2% helium er opstået som følge af fusionsreaktioner i stjernernes varme indre. Under disse reaktioner smelter lette kerner sammen til tungere (f.eks. 4 brintkerner til 1 heliumkerne) under frigivelse af energi, som holder stjernen varm og får den til at lyse. Brinten og hovedparten af helium (samt enkelte andre lette atomer) kan derimod ikke forklares på anden måde, end at de må stamme fra kernereaktioner umiddelbart efter Big Bang.

Sammen med opdagelsen af Hubbles lov og baggrundsstrålingen udgør det den tredje af kosmologiens store triumfer, at man kan beregne, hvilke atomkerner der blev dannet, da universet var nogle få sekunder gammelt, og at disse beregninger stemmer præcist overens med det, man idag kan observere. Denne overensstemmelse giver stor tillid til Big Bang modellen helt tilbage til 1 sekund efter Det Store Brag, hvor temperaturen var cirka 10 milliarder grader, og alle afstande i universet var 3 milliarder gange mindre end i dag.

Rotationskurve for Mælkevejen