Hvad der ofte bliver betragtet som den største opdagelse nogensinde i kosmologiens historie blev til i et komplekst samspil mellem teori og observation.
Overalt i rummet findes der svage og usynlige mikrobølger omtrent som dem, vi kender fra en mikrobølgeovn. Den kosmiske baggrundsstråling, som bølgerne kaldes, bærer det umiskendelige fingeraftryk fra universets tidlige barndom.
Strålingen blev observeret i 1964 men først forstået året efter. Opdagelseshistorien er ikke blot et klokkeklart eksempel på serendipitet – den rejser også spørgsmålet om, hvad det egentlig vil sige at have opdaget noget og hvem, der bør krediteres for en videnskabelig opdagelse.
Fra Big Bang er vi kommet
Vi har i mere end et halvt århundrede vidst, at universet har en endelig alder, og at det blev til i en mærkværdig eksplosiv hændelse, der kendes som Big Bang.
\ Tema om serendipitet
Sætter man serendipitet på formel, kan den hedde:
Indsigt + erfaring + held + tilfældighed = serendipitet.
I den kommende tid kaster Forskerzonen et blik på nogle af de store videnskabelige opdagelser, der er blevet til på baggrund af serendipitet.
Når vi i dag har en omfattende og finmasket viden om universet og dets historie, skyldes det ikke mindst opdagelsen af baggrundsstrålingen og den fortsatte udforskning af dette fænomen.
Som hieroglyffernes gåde blev løst gennem studier af Rosettastenen i det 19. århundrede, sådan blev gåden om det tidlige univers løst gennem studier af den kosmiske baggrundsstråling.
For mange moderne fysikere og astronomer er opdagelsen af baggrundsstrålingen en skelsættende begivenhed. Ja, det er ligefrem den opdagelse, der gjorde kosmologien til en ægte videnskab på linje med andre anerkendte videnskaber og for alvor kappede båndet til tidligere tiders mere filosofiske og spekulative kosmologi.
Du kan læse mere om baggrundsstrålingen og dens opdagelse i en tidligere Forskerzonen-artikel fra min hånd.
En upåagtet forudsigelse
Idéen om et Big Bang stammer fra 1931, men først i 1948 blev den udviklet til en teori om det tidlige univers af den russisk-amerikanske fysiker George Gamow.
Ifølge teorien var det oprindelige univers umådeligt kompakt og varmt, med en temperatur på mere end en milliard grader. Med universets hurtige udvidelse aftog temperaturen.
I en kort artikel fra 1948 udledte to af Gamows medarbejdere, Ralph Alpher og Robert Herman, at med den fortsatte afkøling, ville stof begynde at blive dannet samtidig med, at hele universet blev fyldt med elektromagnetisk stråling.
De to fysikere beregnede, at den oprindeligt meget varme og kortbølgede stråling i dag ville være afkølet til ca. 268˚C eller blot 5 grader over det absolutte nulpunkt. Men den ville stadig være her i form af en meget svag mikrobølgestråling, der i det mindste i princippet kunne måles.
Alpher og Herman forudsagde med andre ord den kosmiske baggrundsstråling. Hvis den kunne påvises, ville det være et stærkt argument for Big Bang-teoriens gyldighed.
Bemærkelsesværdigt nok vakte forudsigelsen næsten ingen opmærksomhed, og da strålingen endelig blev påvist, skete det helt uafhængigt af den teoretiske forudsigelse.
Himmelske mikrobølger
Arno Penzias og Robert Wilson var ansat ved Bell-laboratoriet under den store amerikanske telefonkoncern AT&T. I 1964 undersøgte de radiosignaler fra Mælkevejen ved hjælp af en særlig antenne, der kunne måle signaler ved en bølgelængde på 7,4 cm.
Deres undersøgelser havde intet som helst at gøre med kosmologi, en videnskab der hverken havde deres eller koncernens interesse.
Til deres frustration påviste Penzias og Wilson en form for elektromagnetisk støj, uanset i hvilken retning de drejede deres antenne. Det var irriterende, men lige meget hvad de gjorde, blev støjen ved at være der.
Efter at have bakset med problemet i det meste af et år, måtte de derfor konkludere, at støjen nok slet ikke var støj. Nej, det var derimod en uforklarlig svag stråling, der på en eller anden måde hidrørte fra hele universet. Videre gik de to fysikere ikke.
