Det allra minsta och det allra största

Då fanns inte den "sammansatta världen" dvs atomkärnor av olika slag, atomer eller molekyler, liksom naturligtvis inte celler. Man brukar tala om en kvark-gluonsoppa, ett plasma, som man sedan en tid tillbaka försöker efterlikna i vissa jordiska fysiklaboratorier. Kvarkar och elektroner anses nu vara de elementära beståndsdelarna i materien. Växelverkan mellan dessa sköts av fältpartiklar, som bl a fotoner och gluoner.En nyare gren av den teoretiska partikelfysiken brukar kallas strängteori. Denna har ingen hittills lyckats pröva experimentellt eller ens föreslå hur man skulle kunna testa. Strängarna är oerhört, kanske ofattbart, små och ersätter tidigare postulerade elementarpartiklar. Vissa fysikaliska fenomen verkar kunna förklaras bättre med strängar, men som sagt, så långt som till bekräftelser har man ännu inte kommit.Det minsta och det störstaI tidskrifter som Scientific American eller The Scientist, liksom då och då i vår egen Forskning & Framsteg, kan man följa den snabba utvecklingen av dessa vetenskapsgrenar. Däremot är det inte så vanligt med populärvetenskaplig litteratur i ämnet direkt på svenska. Under hösten har dock professorn i teoretisk fysik vid Uppsala universitet Ulf Danielsson gett ut Stjärnor och äpplen som faller — En bok om upptäckter och märkvärdigheter i universum. Den handlar just om det allra minsta och dess nära samband med det allra största, det som står i centrum för många fysikers intresse. Efter hand som nya forskningsresultat redovisas, formas och förändras den del av vår världsbild som vi kan kalla den materiella.Världsbild i ständig förändringBåda aspekterna, att det bara handlar om en del av världsbilden och att den ständigt förändras, påpekar författaren redan i sitt förord. Han kommer inte att kunna anklagas för att hävda någon form av tolkningsföreträde i beskrivningen av verkligheten annat än när det gäller de fysikaliska och kosmologiska resultat som presenteras.På något över 300 sidor hinner Danielsson med mycket av aktualiteterna i sitt ämne. Han hänvisar dessutom ständigt till de naturvetenskapliga resultatens utveckling genom referenser tillbaka i tiden, hela vägen till antiken. Ännu längre bort ligger mayaindianernas begreppsvärld; det är över 5 000 år sedan de enligt vissa forskare diskuterade "den stora cykeln" med start år 3114 f Kr och avslutning år 2012, alltså om nio år! För övrigt är det av naturliga skäl mest européer som citeras i Danielssons bok: antikens, medeltidens och nyare tiders forskare, på vilkas axlar våra dagars naturvetare står och ser ut över den märkliga världen. Genom detta grepp ger författaren en tydlig bild av forskningens villkor: vår kunskap är provisorisk och kan undergå både små och stora förändringar eller helt ogiltigförklaras genom senare tiders rön. Det vi kallar paradigmskiften grundar sig på mycket stora förändringar i bilden, sådana som åstadkommits av en Newton, en Einstein eller kvantmekanikens utvecklare.I bokens tio kapitel, som förresten inte innehåller en enda ekvation — däremot en del siffror — tas några av tidigare epokers kända män (inga kvinnor!) som utgångspunkt för redovisningen. Rubrikerna har formen Platons utmaning, Laplaces gudom, Augustinus dilemma, Lucretius dammkorn, Strindbergs förhoppning etc. Här ser vi återigen en referens till det historiska skeendet, som bara någon enstaka gång kan kännas litet skruvad.Fysiker och poeterMen visst är det intressant att man kan citera Augustinus när man som fysiker ska berätta om tiden som storhet. Eller hur man kan låta både Lucretius och Dan Andersson, var och en på sitt sätt, beskriva termodynamikens andra huvudsats, den som handlar om hur förfallet tilltar i universum. I fysiken säger man att entropin, oordningen, ökar med tiden. Att författaren mycket framgångsrikt bedriver undervisning vid Uppsala universitet i en kurs Fysik för poeter har satt sina spår i framställningen. Man kommer att tänka på en annan Uppsalafysiker, Sören Törnkvist, som för några år sedan kallade sin diktbok FYSIK per vers.En av Ulf Danielssons forskningsspecialiteter är strängteori, det senaste av de system som konstruerats för att försöka beskriva verkligheten i den allra minsta skalan. Naturligt nog ser författaren optimistiskt på den utveckling som strängteorin genomgått sedan den först lanserades för några decennier sedan. En svårighet för den revolutionerande kvantmekaniken som förklaringsmodell var att den mycket motvilligt eller inte alls kunde förenas med synen på tyngdkraften, gravitationen. I senare versioner klarar strängmodellen detta, vilket också får stor betydelse för förståelsen av de svarta hålen, gravitationens mest dramatiska manifestation. I redogörelsen för de svarta hålen blir Danielssons text mycket fascinerande, rentav svindlande.Författaren har lagt ner mycket stor möda på att kontrollera sina uppgifter och de små misstag som gjorts är lätt räknade. För det mesta kan säkerligen den allmänbildade läsaren följa framställningen och ta till sig av de beskrivningar som ges av ibland ganska komplicerade sammanhang. Ett undantag är diskussionen om samtidighet, som inte utvecklas tillräckligt utförligt efter det att Einsteins relativitetsteori redovisats.137-cesiumNär det handlar om kärnfysik fungerar inte framställningen så bra vid beskrivningen av radioaktivt sönderfall. Som exempel tas den kända strålningen från 137-cesium, en cesiumvariant som i stora mängder spreds ut över Västeuropa vid Tjernobylkatastrofen. Författaren skriver: "Man får i genomsnitt vänta i 30 år innan en cesiumkärna sänder ut b-strålning och förvandlas till barium ?" Från en viss mängd av ämnet startar i själva verket utsändandet av strålning omedelbart, i sådan takt att det dröjer 30 år innan halva antalet kärnor sönderfallit. Det är dock sant att om man skulle kunna plocka ut en enda cesiumkärna kunde man få vänta länge på sönderfallet. Och det är kanske det som Ulf Danielsson menar.Storslaget bidragYtterligare en kommentar gäller det berömda samtalet i Köpenhamn, mellan Niels Bohr och Werner Heisenberg 1941. Att sanningen om vad som yttrades vid detta tillfälle skulle återfinnas i Bohrs efterlämnade, aldrig avskickade brev till Heisenberg, är nog inte belagt. Själv hade Heisenberg en helt annan uppfattning om samtalets innehåll. Ibland stöter man i boken på formuleringar av typen "får vi tillfälle att återkomma till". Om man skullle vilja stilla sin nyfikenhet och gå direkt till detta ställe får man svårigheter, eftersom både sak- och personregister saknas.Dessa små randanmärkningar till trots kan Ulf Danielssons bok helhjärtat rekommenderas till läsning. Den utgör ett storslaget bidrag till den populärvetenskapliga litteraturen i de två vetenskapsgrenarna partikelfysik och kosmologi. Man blir sant imponerad av hur mycket som hinns med innanför de mycket smakfullt formgivna pärmarna. Efter att ha läst den får man mycket större möjligheter att förstå betydelsen av de forskningsnyheter som ganska ofta publiceras, t o m i dagspressen. Kanske kan man också förlika sig med att som skattebetalare vara med och finansiera de stora kostnader som utvecklingen av vår världsbild innebär.