Nutidens opsendelser af raketter og satellitter medfører ofte, at begrebet frigørelseshastighed nævnes. Dette fik mig til for 17 år siden at prøve på at beregne denne for jorden. Det lykkedes mig til sidst at udlede en formel, og beregningsresultatet blev de velkendte 11 km/s.

Men på samme tid læste jeg en del populær astronomi m. m., hvilket gav anledning til efterfølgende spørgsmål: Hvad er så frigørelseshastigheden for universet?

Nævnte slags litteratur besvarede ikke sidste direkte, men angav tit løse tal for både udstrækning og masse. Disse tal satte jeg så ind i den for jorden brugte formel for frigørelseshastigheden, hvor resultatet blev et overraskende stort tal – ja meget nær det for hastighed størst tænkelige, nemlig lyshastigheden.

Dette blev oprindelsen til foreliggende betragtninger.

Jeg brugte geologiens aktualistiske princip og sagde, at sådan havde det altid været, selv om universet havde udvidet sig siden fødslen. Dette gjorde jeg så til et aksiom sammen med forestillingen om universet som en mærkelig euklidisk kugle, hvor ethvert punkt kan vælges som centrum. Endnu et aksiom (hvis ikke en konsekvens) blev størrelsen af universets udvidelseshastighed. Den kunne ikke være større end lyshastigheden, der jo var den størst mulige hastighed ifølge Einstein. Men den kunne heller ikke være mindre end lyshastigheden, som aksiomatisk var sat lig frigørelseshastigheden, hvorved stråling som del af universet kunne fare udefter med op til denne hastighed. Altså måtte universet udvide sig netop med lyshastigheden.

Ovennævnte er sammen med Newtons love, Plancks fordeling, Einsteins specielle relativitetsteori, lidt termodynamik og ret elementær matematik basis for efterfølgende. Einsteins generelle relativitetsteori er derimod kun respektfuldt betragtet på afstand.

Det termodynamiske ses at indtage en vis plads i det foreliggende. Hvordan er universet så her opfattet som termodynamisk system? Ja, det følger af formlen for frigørelseshastigheden, at der ikke er tale om et lukket system, idet der løbende tilføres en konstant mængde energi pr. tidsenhed. Hvordan er dette muligt? Hvor kommer energien fra? Dette tages der ikke stilling til. Men skal energisætningen gælde, må der være "noget udenfor", som har mistet energien.

Synspunktet om "noget udenfor" får især betydning, når entropiproduktionen og irreversibiliteten skal vurderes. Det antages her - en varmeteoriens anden hovedsætning for et åbent system - at universets løbende entropiforøgelse er lig med eller større end den entropi, der modtages fra dette "noget udenfor".

Som det vil ses, er dette i høj grad tilfældet – universets udvidelse er irreversibel. Den drivende kraft for universets udvidelse er ikke flytningen af energi fra "noget udenfor" til universet, men den forøgelse i entropi udover den fra "noget udenfor" tilførte, som udvidelsen medfører.

Men det ses også, at der trods alt bliver noget fri energi tilovers, som vi kan gøre godt med, men ind imellem også vil føre til udløsninger - nogle katastrofale.

Universet er ikke et system i ligevægt.

16. oktober 2003.

Stig Johansson

Indholdsfortegnelse til "Universets irreversible udvidelse".