De første tre minuttene

At forskere ikke er i stand til å formidle, er et synspunkt jeg har støtt på i møte med journalister og kommunikasjonsmedarbeidere. Holdningen stammer nok delvis fra to fordommer. Den første er at akademikere lever i elfenbenstårn, innhyllet i en tåke av uforståelig terminologi. Den andre er at folk flest er dumme og late, og ikke orker å bruke tid på noe de ikke forstår umiddelbart.

Det finnes selvsagt noe empirisk belegg for begge påstandene, men de er ikke sanne for alle og alltid. Svært mange forskere er dyktige formidlere, og svært mange mennesker er villige til å investere tid og krefter i å forstå et emne de fatter interesse for. Det er fullt mulig å formidle uten å fordumme. Et strålende eksempel på dette er boka "The first three minutes", skrevet av Steven Weinberg og utgitt første gang i 1977.

Steven Weinberg er ikke like kjent blant folk flest som hans navnebror Stephen Hawking, men han er uten tvil en av de største nålevende fysikere. Blant mye annet var han en av hovedarkitektene bak det som kalles Standardmodellen i partikkelfysikken, noe han sammen med Sheldon Glashow og Abdus Salam fikk Nobelprisen for i 1979.

Weinberg har skrevet flere bøker, både for folk flest og for spesialister. De sistnevnte har alle titler som antyder at han er en mann med sanns for å uttrykke seg enkelt og tydelig. Bøker jeg har støtt på om kvantefeltteori har hatt titler som "An introduction to quantum field theory" og "Quantum field theory in a nutshell." Weinbergs trebindsverk om emnet heter "The quantum theory of fields". Om kosmologi har han skrevet boka "Cosmology". Jeg håper vi snart får oppleve selvbiografien "Autobiography", og kanskje etterhvert kriminalromanen "Crime".

Men tilbake til "The first three minutes". Mye har skjedd i kosmologi siden 1977, så hvorfor skal vi gidde å lese denne boka nå? Kosmologer i dag forsøker å forstå mørk materie, mørk energi og inflasjon, temaer man knapt visste om da Weinberg skrev boka. Det nesten oppsiktsvekkende er at vårt bilde av de første tre minuttene i universets historie ikke har endret seg vesentlig i løpet av disse årene, det er bare blitt litt skarpere.

Hovedtemaet i boka er hva som foregikk i universet fra det var en hundredels sekund gammelt til det var litt over tre minutter gammelt. Det viktigste som skjedde da, var at nøytroner og protoner slo seg sammen til heliumkjerner. Universet var dominert av stråling, og vi har ingen sterke grunner til å tro at universets ukjente mørke komponenter spilte en rolle da. Bortsett fra noen detaljer, for eksempel at vi nå vet at det finnes tre typer nøytrinoer, ikke to som Weinberg regnet med, består beskrivelsen han gir av universets tidlige historie.

Dette er ingen enkel, lettlest bok. Weinberg har respekt for leseren og antar at hun eller han er et interessert, intelligent menneske som er villig til å anstrenge seg for å henge med. Innsatsen blir rikelig belønnet med både kunnskap og forståelse. Jobber du deg gjennom boka, vil ikke bare vite hva vi mener må ha hendt i de første minuttene, men også hvorfor vi mener det må ha vært sånn.

En av de viktige innsiktene du vil få, er betydningen av termisk likevekt. Det tidlige univers er ganske enkelt å modellere, fordi det var i termisk likevekt. Det betyr at hva som foregikk før vi starter beskrivelsen er uvesentlig. Om og hvordan universet begynte å eksistere spiller ingen rolle. Alt vi trenger for å beregne hva som skjedde, er lovene i statistiskk fysikk og noen få bevarte størrelser som forholdet mellom antall kjernepartikler og antall fotoner. Utgangsbetingelsene har ingen betydning for den videre utviklingen. Det er på en måte litt trist, siden det gjør det bortimot håpløst å finne ut hva de var. Fordelen er imidlertid at vi uansett kan modellere mesteparten av universets historie uten kjennskap til hvordan det hele begynte.

Nyere bøker om kosmologi tar gjerne for seg de mer spekulative områdene av faget og presenterer eksotiske teorier om ekstra dimensjoner og multivers. Det er lett å få inntrykk av at kosmologer tilbringer mye tid på nachspiel. Derfor er det viktig for fagets rykte at det finnes bøker som denne. Bøker som får fram at kjente fysiske lover er nok til å forstå sentrale hendelser i universets historie. At bokas konklusjoner står fast nesten 40 år etter at den ble skrevet understreker dette. Kosmologi er en vitenskap, ikke et oppsamlingsheat for mislykkede science fiction-forfattere.

Noe annet man finner mye av i populariseringer av kosmologi, er mer eller mindre fantasifulle analogier som skal gjøre fysikken mer anskuelig og lettere å forstå. Ekstra dimensjoner blir til hageslanger, universets ekspansjon til en rosinbolledeig som står til heving. Ganske ofte kan slike bilder forvirre og forlede mer enn de forklarer. Svært mye i moderne fysikk kan ikke gjøres anskuelig. Det er en grunn til at fysikkstudenter må lære mye matematikk. Det betyr ikke at vanskelige emner ikke kan forklares for ikke-eksperter, men at det vil kreve litt anstrengelse å forstå forklaringene. Formidlere må av og til få lov til å tenke at en ond og utro slekt krever metaforer, men alt vi vil gi dem er bolledeiganalogien.  Weinberg gir oss ikke engang denne.

Boka er på mange måter et langt argument, der vi trinn for trinn kan følge hvordan noen få antakelserkombinert med kjente fysiske lover leder til et klart bilde av hva som foregikk i de første tre minuttene. Det er rett og slett vakkert.

Noen stusser litt når ligninger, fysiske teorier og logiske resonnementer omtales som vakre. Hva menes egentlig med det? Jeg tror opplevelsen av skjønnhet i denne sammenhengen kan sammenlignes med nytelsen man kan få av musikk. En vanntett og elegant argumentasjonsrekke, gjerne med en overraskende og interessant konklusjon, er som et Bach-preludium. Et logisk feilskjær er som en falsk tone, de gir begge et grøssende ubehag. I oppvakte øyeblikk kan vi ofte føle at noe er feil i et resonnement før vi vet hvor det faktisk gikk galt. "The first three minutes" er fri for unoter. Den er en nytelse fra første til siste bokstav.