Mänsklighetens historia är bara en liten parentes i ett universellt perspektiv, men de milstolpar som kantat vägen till vad vi idag vet är spännande läsning och boken erbjuder en repetition av mycket av det vi lärde oss i skolan. Men vad skall hända med vårt universum i framtiden. Här finns plats för spekulation och författaren bidrar med intressanta synpunkter.
Lite historia - från Big Bang till Higgs
U
niversum har fascinerat mänskligheten i alla tider, och i denna bok ges en redogörelse för uppfinningar och upptäckter med mera, vilka har bidragit till vår förståelse av universum.
ia iggs r o t his ill H
Liteig Bang t
n - frå
B
Dick de Jounge är civilingenjör och har varit verksam i många år i svensk industri och som egen företagare under 25 år. Han har tidigare publicerat böckerna ”Dear Grandkids, the Future is Yours” och ”Framtiden tillhör våra barn och barnbarn”.
BoD
Förlag och tryck BoD
Dick de Jounge
Lite historia - fr책n Big Bang till Higgs
Av Dick de Jounge
3
Innehåll
Kapitel 1
Förord
5
En tidsaxel med upptäckter och händelser av betydelse för förståelse av vårt universum
7
Kapitel 2
Vad vi nu vet om universum
80
Kapitel 3
Vad vi vet om jordens närmaste grannar
90
Kapitel 4
Vad kommer att hända med vår kultur?
95
Kapitel 5
Vad kommer att hända med vår jord?
119
Person- och sakregister
127
4
Förord
V
i alla existerar bara en viss tid men vi är nyfikna och när vi inte vet något definitivt är det lätt hänt att vi hittar på något att tro på. Okunnighet om naturens lagar ledde antikens folk till att uppfinna gudar för varje aspekt på mänskligt liv. Det fanns gudar för kärlek och krig, för solen, jorden och skyn, för oceanerna och floderna, för regn och åska, även för jordbävningar och vulkaner. När gudarna var tillfredställda fick mänskligheten bra väder, fred och frihet från katastrofer. När de var missnöjda kom torka, krig, pest och epidemier. Eftersom sambandet mellan orsak och verkan var okända för deras ögon var folket helt beroende av gudarnas välvilja. Men i dagens samhälle vet vi desto mera. “Jorden är långt ifrån unik” kunde man läsa i Svenska Dagbladet den 19 januari 2013. Enligt nya beräkningar av astronomer finns det minst 17 miljarder planeter av samma storlek som jorden enbart i vår galax Vintergatan. För 20 år sedan kände forskarna inte till en enda planet utanför vårt eget solsystem. Nu känner vi till mer än 2.000 och antalet ökar hela tiden. Vid ett seminarium vid CERN:s nya partikel-accelerator LHC (Large Hadron Collider) nära Geneve i början av juli 2012 utannonserades att man sannolikt upptäckt Higgs-bosonen, vilket för forskarna var ett stort steg framåt i förståelsen av universum. Vi fortsätter att lära men vad trodde man förr. Vad vet vi om vad våra förfäder visste och vilka var det som bidrog till den kunskap vi har idag. Namn som Aristoteles, Arkimedes, Newton, Einstein med flera fick mig att bli intresserad av historien bakom vad vi vet om universum. Min målsättning med denna skrift är att skapa en sammanhållen bild i form av en tidsaxel visande hur vi människor har lärt oss att uppleva vårt universum så långt 5
tillbaka som vi kan skåda, även om det inte är särskilt långt när vi talar om universums rymd och tid. Historia är intressant och det finns mycket att lära. Men vad kommer att hända i framtiden. Det är ett helt annat problem, och det finns inget givet svar att hämta från historien. Naturligtvis kan historien vara till hjälp när man vill spekulera, och det tar jag mig friheten till i slutet av boken. Djursholm i november 2013 Dick de Jounge
fvt = före vår tid vt = vår tid 6
Kapitel 1
En tidsaxel med upptäckter och händelser av betydelse för förståelse av vårt universum 13,8 miljarder år fvt
Big Bang
De senaste 7.000 åren har mänskligheten lärt sig mycket om vad som hände vid Big Bang, och det är vad resten av den här boken handlar.
4,6 miljarder år fvt
Jorden och andra planeter skapas
Det finns många skapelseberättelser i vår historia, bland annat har varje religion en egen, men vad vi nu vet om hur jorden och de andra planeterna är att de för 4,6 miljarder år sedan bildades genom gravitation ur solnebulosan, en skivformad massa av stoft och gas som blev över när solen föddes. Fram till för 4 miljarder år sedan attackerades jorden av kometer från solsystemets yttre delar. De partiklar från rymden som byggde upp jorden kom i en så hög fart att när de träffade jorden omvandlades rörelseenergin till värmeenergi. Jorden var ett glödande klot men svalnade så småningom. Det antas att kometerna innehöll stora mängder is som förångades när den träffade jordens yta. När jordytan svalnade började ångan kondenseras och regna ner under miljontals år. Så bildades våra sjöar och hav. Kometerna innehöll inte endast vatten utan också koldioxid. Den allra tidigaste jordatmosfären antas ha dominerats av koldioxid. Månen bildades strax därefter, möjligen som ett resultat av en kollision mellan jorden och en annan planet. En stor del av denna materia skulle ha stannat på jorden medan resten slungades tillbaka ut i rymden. Av den materia 7
Dick de Jounge
som kastades tillbaka ut i rymden skulle en viss del hamnat i omloppsbana runt jorden, och det är ur denna materia som månen sedan tros ha skapats genom gravitation.
3,5 miljarder år fvt
Blågröna alger i haven
Men det var långt senare som livet uppstod, och hur den första cellen bildades från enkla organiska molekyler tvista fortfarande de lärde om, och det finns många hypoteser. Först på jorden var encelliga organismer. Cyanobakterier är organismer som även kallas blågröna alger. Man tror att de var viktiga vid syresättningen av jordens atmosfär för cirka 3 – 4 miljarder år sedan. Vissa arter av cyanobakterier har fotosyntes, och på detta sätt bildades syre. Först för ca 2 miljarder år sedan kom encelliga organismer med cellkärna vilket föranledde att de snabbt ökade i antal. Detta innebar i sin tur att det bildades mer syre som då kom ut i atmosfären. Detta fria syre bildade då med solens hjälp ozonlagret som skyddade jorden mot solens UV-strålning.
460 miljoner år fvt
Liv flyttar upp på land
I och med att atmosfären blev syrerikare så kunde livet få en snabbare utveckling. Först, för ca 500 miljoner år sedan, kom små flercelliga maskar, snäckor, bläckfiskar och kräftdjur. Efter det kom de första fiskarna och därefter kom troligen de första landdjuren som var grod-liknande. Vid ungefär samma tid kom också de jättelika trollsländorna som kunde vara 75 cm mellan vingspetsarna samt stora spindeldjur och kackerlackor. Dessa fanns i de dåvarande skogarna som bestod av stora ormbunkar som även hade utvecklats från algerna. Ur de landlevande grodorna kom kräldjur med hudfjäll som sedan dels utvecklades till 1-3 m stora kräldjur, dels till dinosaurierna, som kom att dominera djurvärlden i 150 miljoner år. Dinosaurierna kunde vara upp till 30 m långa och det fanns dessutom flygödlor med en vingbredd på 9 m. Urfågeln kom troligen från små tvåbenta ödlor och de första fåglarna hade många ödleliknande drag bland annat svans. Våra första förfäder plaskade runt i varma sumpmarker för cirka 400 miljoner år sedan. Förflyttningen från ett vattenliv till en tillvaro på land är kanske ett av de mest dramatiska sprången. Månens dragningskraft spelade här en viktig roll genom att orsaka flod och ebb, vilket bidrog till lämplig miljö. 8
En tidsaxel med upptäckter och händelser av betydelse . . .
De första varelserna liknade mer små krokodiler än något annat och vi skulle ha svårt att känna igen oss i dem om vi såg dem idag. Men det var de som tog det avgörande klivet upp på land för vår gren av utvecklingsträdet. Och vi är fortfarande ett slags ombyggda fiskar.
65 miljoner år fvt
Stora däggdjur
För ca 60 miljoner år sedan dog dinosaurierna ut. Det finns många teorier varför, framförallt anser man nu att det var ett meteoritnedslag som rörde upp så mycket stoft att solen förmörkades. Av någon anledning klarade en del däggdjur sig och det var dessa som sedan kom att dominera djurvärlden. Även krokodiler, sköldpaddor, ormar och vissa ödlor överlevde trots att dessa var ättlingar till dinosaurierna. För ca 25 miljoner år sedan framträdde elefanternas, hjortarnas och hunddjurens föregångare. Ungefär samtidigt kom också insektsätande apor som sedan utvecklades i flera olika människoliknande släkten varav bara ett överlevde – Homo Sapiens.
4 miljoner år fvt
Tidigaste hominider
Människa (Homo sapiens) är en art av släktet Homo tillsammans med bland andra neandertalmänniskan, Homo floresiensis och Homo erectus som alla tillhör familjen hominider och som i sin tur tillhör ordningen primater. Afrikas människoapor som liknar människans förfäder tillhör en annan gren. Det vetenskapliga namnet Homo sapiens skapades av Carl von Linné. Latinets homo betyder ”människa” och sapiens ”vis”. Man har uppskattat att människans utvecklingslinje skildes åt från schimpansen för omkring fem miljoner år sedan. Människosläktets tidiga utveckling skedde i Afrika. Alla fossil från vår utvecklingsgren från för 7 miljoner år sedan till för 2 miljoner år sedan som hittats levde i Afrika. Någon gång för knappt 2 miljoner år sedan började dock människoliknande varelser av släktet Homo sprida sig i världen, och befolkade ganska snabbt stora delar av Asien och Europa, ända bort till Indonesien och Kina. Under istider är vattennivån i haven väsentligt lägre och landbryggor mellan kontinenterna möjliggjorde människornas rörelse. 9
Dick de Jounge
1,8 miljoner år fvt
Homo erectus
Homo erectus, ”den upprättgående människan”, är en utdöd art av släktet människor. Detta är den människoart som har överlevt längst tid på jorden, och var dessutom den första människoart som spred sig till flera kontinenter. Homo erectus utvecklades i Afrika och utvandrade till både Asien och Europa. De äldsta fynden har med säkerhet daterats till 1,8 miljoner år. Homo erectus fanns kvar i världen för bara 50.000 år sedan, och var således under en kort tid samtida med Homo sapiens och Neanderthalmänniskan. Hon började regelbundet använda eld för matlagning för minst en halv miljon år sedan. Den moderna människan har med stor säkerhet sitt ursprung i Homo erectus.
350.000 år fvt
Neandertalaren
Neandertalare, var en förhistorisk människovarelse med utbredning från och med cirka 350.000 år sedan i Europa och västra delarna av Asien, utdöd i Europa för cirka 30.000 år sedan, döpt efter dalen Neandertal i Tyskland, där man fann det första fossilet efter en neandertalare år 1856. Neandertalarna försvann ungefär samtidigt som Homo sapiens dök upp i Europa. Det ligger nära till hands att se ett samband, att de antingen har utkonkurrerats eller utrotats av den från Afrika invandrade moderna människan under en period mellan 40.000 och 20.000 år sedan. Det är oklart hur mycket kontakt som förekom mellan neandertalarna och invandrarna. Det har hittats enstaka fossil med ”blandade” egenskaper som eventuellt skulle kunna vara korsningar av människa och neandertalare.
130.000 år fvt
De första Homo sapiens
I Afrika övergick Homo erectus för c:a 130.000 år sedan till Homo sapiens. Homo sapiens är den art som alla nu levande människor tillhör. Hon, liksom för övrigt föregångarna bland hominiderna, har sitt ursprung i Afrika. Därifrån vandrade människan ut över världen. Det är troligen först denna tidiga moderna människa som har utvecklat förmågan till språklig kommunikation. Cirka 70.000 år gamla stenar med inristningar har hittats i södra Afrika där man tror att Homo sapiens hade möjlighet att utveckla ett symboliskt tänkande. Någon gång för cirka 90.000 år sedan nådde Homo sapiens Mellanöstern 10
En tidsaxel med upptäckter och händelser av betydelse . . .
och efter ytterligare cirka 50.000 år gjorde hon sitt intåg i Europa. Här samexisterade hon med neandertalarna som alltså av okända orsaker efter en tid dog ut. Den tekniska utvecklingen tog nu fart. Redskap av sten, trä och ben som pilbågar, metkrokar och harpuner tillverkades. Konsten utvecklades, grottmålningar, sniderier, ristningar och lerskulpturer producerades som än idag kan beskådas på till exempel grottväggar i Sydfrankrike. Motiven är företrädesvis djur. Djur som man nu sannolikt hade utvecklat allt mer effektiva sätt att jaga. Andra konstmotiv var fruktbarhetssymboler. Ungefär samtidigt som Homo sapiens vandrade in i Europa spred hon sig även till Australien och för cirka 12.000 år sedan vandrade hon över Berings sund ner genom Amerika.
10.000 fvt
Jordbruk
Människan sökte sig till bördiga floddalar och började med jordbruk och domesticering av husdjur och växtslag för cirka 12.000 år sedan, vilket möjliggjorde utveckling av civilisationer.
Hjulet När det handlar om att utnämna alla tiders viktigaste uppfinning brukar hjulet ses som den självklara vinnaren. När och hur det uppfanns vet man inte med säkerhet, men att det var för mycket länge sedan kan man ta för givet. Förmodligen har dessutom hjulet uppfunnits åtskilliga gånger på många olika platser och oberoende av varandra. Hjulet är ju visserligen genialt, men trots allt ganska självklart. Det finns tecken som tyder på att hjul användes i Asien någon gång för 10.000 år sedan, men de första egentliga bevisen är från Mesopotamien omkring 3.500 år före vår tideräknings början. Ett viktigt steg i utvecklingen av hjulet var ekrarna. Cirka 2.000 fvt användes ekerförsedda hjul i Egypten. Sedan dess har utvecklingen av hjulet och mycket mera snurrat vidare. En annan viktig uppfinning eller förutsättning på vägen mot vår förståelse av universum var alfabetet. Alfabetets historia sträcker sig tillbaka till det forntida Egypten. Två typer av tecken är väl belagda från tiden före slutet av 4000-talet fvt, kilskriften och de egyptiska hieroglyferna. Hieroglyfer utvecklades förmodligen efter inflytande av kilskriften och 11
Dick de Jounge
användes mellan omkring 3,300 fvt och 300 vt. Därefter övergick egyptierna till en variant av det grekiska alfabetet och hieroglyferna föll i glömska. De kunde inte tolkas förrän man kunde tolka en sten vilken Napoleons soldater hade hittat år 1799 vid utgrävningar nära staden Rosetta cirka fem mil nordost om Alexandria i Nildeltat. Genombrottet för tolkningen av Rosettastenen skedde inte förrän år 1822 genom studier av de tre parallella texterna på stenen. Stenen har en inskrift bestående av 14 rader hieroglyfer, 32 rader demotisk skrift och 54 rader grekiska. Tack vare tolkningen av hieroglyferna vet vi förhållandevis mycket om Egyptens tidiga historia. Det första renodlade alfabetet uppstod cirka 2000 fvt och uppstod ur samma alfabetiska principer som de egyptiska hieroglyferna. De flesta av världens alfabet idag kommer direkt från denna utveckling, till exempel det grekiska och det latinska alfabetet. I det svenska språket används en variant av det latinska alfabetet. Den består av 29 versaler och 29 gemener (om man räknar med W och w). Därtill kommer siffrorna, valutasymbolerna, de grammatiska tecknen m.m. Om man räknar alla så har det svenska skriftspråket strax över 100 tecken. I svenska och i andra västerländska språk används de s.k. arabiska siffrorna 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. De arabiska siffrorna har sitt ursprung i Indien där de tillkom ca 400 fvt. Från det arabiska väldet spreds så siffrorna på medeltiden till Europa, där de så småningom fick sitt nuvarande utseende och varifrån de slutligen spreds över stora delar av världen.
600-talet fvt
Det klassiska Grekland
Det var i det antika Greklands övärld de första kända filosoferna hörde hemma. Tiden var någon gång vid 600-500-talet fvt. Här hade skalden Homeros verkat några hundra år tidigare och det är här i vad som brukar kallas ”kulturens vagga” som filosofin uppstod och fick sitt rotfäste. Med filosofen och vetenskapsmannen Thales (ca 624-546 fvt) påbörjades en förändring. En anekdot om Thales är att medan han gick och tittade upp mot stjärnhimlen råkade han falla ner i en brunn. Denna händelse har tolkats på många sätt. Han förkastade de mytologiska förklaringarna och framförde idén att naturen följde ett mönster som kunde tolkas. Detta påbörjade en lång process att ersätta uppfattningen att gudar styr vårt universum till att det är 12
Mänsklighetens historia är bara en liten parentes i ett universellt perspektiv, men de milstolpar som kantat vägen till vad vi idag vet är spännande läsning och boken erbjuder en repetition av mycket av det vi lärde oss i skolan. Men vad skall hända med vårt universum i framtiden. Här finns plats för spekulation och författaren bidrar med intressanta synpunkter.
Lite historia - från Big Bang till Higgs
U
niversum har fascinerat mänskligheten i alla tider, och i denna bok ges en redogörelse för uppfinningar och upptäckter med mera, vilka har bidragit till vår förståelse av universum.
ia iggs r o t his ill H
Liteig Bang t
n - frå
B
Dick de Jounge är civilingenjör och har varit verksam i många år i svensk industri och som egen företagare under 25 år. Han har tidigare publicerat böckerna ”Dear Grandkids, the Future is Yours” och ”Framtiden tillhör våra barn och barnbarn”.
BoD
Förlag och tryck BoD
Dick de Jounge