larshaukeland

Higgs boson og the Big Bang

Vitenskapsmenn fra det europeiske forskningssenteret CERN presenterte bevis for en partikkel 4 juli 2012 som trolig er Higgs boson, den siste elementære partikkelen som ble forutsagt av standard modellen for partikkel fysikk. Har oppdagelsen av denne partikkelen noen relevans for skapelse/evolusjon debatten?

Partikler kan generelt klassifiseres i to kategorier etter de kvaantum mekaniske reglene de adlyder: fermion eller boson. Higgs partikkelen blir kalt en boson fordi den faller under den andre kategorien.

Beviset for Higgs boson ble tatt fra data samlet inn av CERNs Large Hadron Collider (LHC) ved Geneve i Sveits, og også fra Fermilabs Tevatron collider i USA. Selv om Higgs boson har blitt kalt “Gude partkkelen”, så er stor enighet om at dette navnet er mer for publisitet enn nøyaktighet, og mange fysikere liker det ikke. “Jeg avskyr navnet ‘Gude partikkelen’. Jeg er ikke særlig religiøs, men jeg finner uttrykket støtende for dem som er det” skrev fysikeren Vivek Sharma, en av lederne av Higgs forskningsteam. “Jeg utfører fysiske eksperimenter, ikke GUD.”

For å kunne forstå viktigheten av Higgs boson er det nødvendig å repetere litt om moderne fysikk. Kvantemekanikk er en teori som lykkes i å beskrive materiens oppførsel samt energien på en subatomisk og atomisk målestokk, og kvantefeltteori er en utviding av kvantemekanikk. Et felt er en kvantitet som har en bestemt verdi på hvert eneste punkt i verdensrommet. Noen felt er karakterisert av nummer ved hvert punkt i rommet og kalles skalarfelt.  Et temperaturfelt, for eksempel, ville tildele en bestemt temperatur til ethvert punkt i verdensrommet og kunne eksempelvis bli brukt for å vise hvordan temperaturen innenfor et bestemt område varierer. Vektorfelt har både nummer og retninger assosiert med hvert punkt i rommet; et eksempel på et vektorfelt ville være det elektriske feltet som omgir et ladet objekt.

Der er en tendens til å tenke på partikler som små, runde klinkekuler. I moderne fysikk er det derimot litt mer komplisert. Kvantefeltteorien  ser mer på partikler som “krusninger” i feltet.

Forskerne tror at en av disse feltene – et skalarfelt kalt Higgs felt – gir partiklene masse gjennom deres interaksjon med dette feltet. Partiklene som samhandler sterkt med Giggs feltet har mer masse, og omvendt. Higgs boson kan beskrives som den minste krusningen i hele Higgs feltet.

Standard modellen er den teorien som beskriver forholdet mellom elementære partikler og tre av de fire grunnleggende kreftene (inkluderer ikke tyngdekraften).  Før juli 2012 hadde fysikerne fått bekreftet alle de elementære partiklene i standard modellen utenom en – Higgs boson.

Det er ingen tvil om at denne oppdagelsen, dersom den blir verifisert, er en triumf for standard modellen.

Noen påstår at denne oppdagelsen er et hardt slag mot kristendommen. Higgs boson er “enda en spiker i religionens kiste”, sa en professor ved Cambridge University. Likevel bemerkes det at den teoretiske fysikeren og ateisten Stephen Hawking tapte 100 dollars da han veddet at Biggs boson ikke ville bli funnet, ettersom han åpenbart hadde håpet at en mer “elegant” mekanisme ville bli funnet som kunne forklare hvordan partiklene har masse.

Selv om kvantefeltteorier ikke er direkte relatert til skapelse/evolusjon debatten, så blir Higgs boson av og til diskutert i sammenheng med Big Bang teorien. Kort tid etter det antatte Big Bang spekulerer talsmenn for teorien at den veldig høye temperaturen idet tidlige universet avtok slik at det var i stand til samhandle med partiklene på en slik måte at det kunne gi dem masse. (Den teoretiske forandringen i Higgs feltet ved høye temperaturer er noe liknende til måten en magnet kan miste sin magnetisme dersom den blir varmet opp mer enn en bestemt temperatur.)

Men partklene ville antakeligvis ha masse som et resultat av deres interaksjon med Higgs feltet enten under skapelsen eller evolusjonen, forutsatt at temperaturen er tilstrekkelig lav. Hvorfor skulle en teoretisk forandring i Higgs feltet ved ekstremt høye temperaturer nødvendigvis antyde at slike høye temperaturer faktisk var tilstede i det tidlige universet?  Videre har den store media interessen avslørt at det er mangel på direkte bevis for denne hypotetiske høye temperatur-overgangen i Higgs feltet, til tross for pressens generelle pro-evolusjon holdning.

Fysiker og populær forfatter Michio Kaku skrev:

“I kvantefysikk var det en Higgs liknende partikkel som utløste den kosmiske eksplosjonen (Big Bang). Med andre ord, alt vi ser rundt oss, inkludert galakser, stjerner, planeter og oss, skylder vår eksistens til Higgs boson.”

Kakus uttalelse er tvetydig fordi det er uklart om han hevder at det er Higgs boson selv eller andre fremdeles hypotetiske Higgs liknende partikler som skal ha vært årsaken til Big Bang. Han hentyder antakeligvis til det faktum at Big Bang kosmologer spekulerer at et Higgs liknende skalarfelt, et inflaton, kan ha forårsaket inflasjon – et fenomen som er nødvendig for å løse alvorlige (om ikke fatale) problemer i den originale Big Bang modellen.

Inflaton er fremdeles hypotetisk, men Big Bang kosmologer er overbevist om at, gitt de kaotiske forholdene de tror har rådet i det tidlige universet, inflasjon drevet skalarfelt vil ha vært til stede i noen regioner av himmelrommet. I eldre inflasjonsmodeller har inflasjon forkommet like etter the Big Bang og vart i veldig kort tid. Teorister har imidlertid senere konkludert at når kvantumekaniske influtasjoner blir tatt i betraktning, så kan inflasjonen i forskjellige regioner av verdensrommet ta slutt til forskjellig tid. Resultatet er at en boble eller lomme av rommet har stoppet å blåse opp i en region av verdensrommet som fremdeles utvider seg i en mye større rate. Fordi en ikke inflasjons region ekspanderer mye hurtigere enn lommen, så blir lommen et “øy-univers” i en “sjø” av et stille oppblåsende himmelrom.

Denne prosessen er tenkt å fortsette i all evighet, slik at en ubegrenset mengde av disse øy-universene blir dannet, og vårt univers er det eneste universet. Denne prosessen slutter aldri – når inflasjonen først begynner, fortsetter den  i all evighet i den delen av universet. I et slikt syn er det bare vårt univers som antakelig startet for 13,7 milliarder år siden. Derfor er ideen at vårt univers er bare ett av uendelig mange universer i et stort multivers en direkte konsekvens av moderne inflasjonsteori.

I dette synet kan inflasjon sees som årsak til the Big Bang, og dette er trolig hvorfor Kaku foreslo at en Higgs liknende partikkel (eller mer presist – et Higgs liknende skalarfelt) var “gnisten” til the Big Bang. Men inflasjonen var hypotetisk! Selv om noen teoretiske fysikere har forsøkt å bevise at Giggs feltet er inflasjonen, så har andre forkastet denne ideen av tekniske årsaker. Paul Steinhardt, en av verdens ledende inflasjons teoretikere, annerkjente i 2011 at inflasjonen er hypotetisk og adskilt fra Giggs feltet:

“Det ledende eksempelet er hypotisert relativt til det magnetiske feltet kjent som et skalarfelt, som, i den bestemte saken om inflasjon, er kjent som “inflaton” felt. Den berømte Higgs partikkelen som nå blir søkt etter i CERNs Large Hadron Collider nær Geneve kommer fra et annet skalarfelt. (Uthevelsen er gjort av denne forfatteren.)

Til og med den teoretiske fysikeren Lawrence Krauss har erkjent at oppdagelsen av Higgs boson i seg selv ikke gir en forklaring på årsaken til the Big Bang, og uttaler at å bestemme årsaken til denne antatte hendelsen muligens kan være umulig for oss rent teknisk sett per i dag.

Derfor er Kakus uttalelser i beste fall forvirrende, og i verste fall misvisende.

Reuters hadde et oppslag som inneholdt en uttalelse om at Higgs feltet “tiltrakk de flygende vrakrestene av the Big Bang og omdannet dem til stjerner, planeter og galakser”. Denne uttalelsen gir (kanskje utilsiktet) et feilaktig inntrykk om at Higgs feltet kan forklare stjerne og galakse formasjoner i den evolusjonistiske modellen.

Ja, i standard modellen har partiklene masse på grunn av deres interaksjon med Higgs feltet,og evolusjonistene tror at gravitasjonens interaksjon mellom massive partikler til slutt har resultert i formasjonen av stjerner og galakser. Men på grunn av alvorlige vanskeligheter i teoriene deres har evolusjonistene ingen overbevisende forklaring på hvordan gravitasjonen kunne gjøre dette, og den (mulige) oppdagelsen av Higgs boson har på ingen måte forandret dette.

Beklageligvis har flere fysikere (ikke alle) en ateistisk agenda. Ved offentliggjøringen av oppdagelsen av Higgs partikkelen takket faktisk en av vitenskapsmennene “naturen” istedenfor Gud! Likevel ser det ut som om mange av universets egenskaper har blitt konstruert eller “fin-innstilt” slik at vår eksistens kan ha vært mulig. Noen evolusjonister tror at multiversets inflasjonsteori kan forklare denne fin-innstillingen uten en Skaper, men dette argumentet er alvorlig feil.

Oppdagelsen av Higgs boson er en triumf for moderne teoretisk fysikk. Kristne kan og skulle feire bragdene som sann vitenskap har oppnådd, men de har ingen grunn til å bli skremt av de som er “tomme i sine tanker” (Romerne 1:21) når de søker å fornekte sin Skaper.

—