Svar:
Många astronomiska objekt genererar magnetfält. Planeter genom strömmar i en ledande roterande kärna. Solen och andra stjärnor har magnetfält som sträcker sig långt ut i rymden. Neutronstjärnor och svarta hål har magnetfält orsakade av utkastade laddade partiklar. Man har även upptäckt magnetfält mellan galaxer, se länk 1.

Magnetfält skapas alltsÃ¥ av laddade partiklar som rör sig. Den kosmiska strÃ¥lningen bestÃ¥r till stor del av lätta atomkärnor (protoner, heliumkärnor, mm) som färdas med mycket hög hastighet (energi upp mot 10²⁰ eV). Det är inte helt etablerat var den kosmiska strÃ¥lningen kommer ifrÃ¥n, men supernovor och svarta hÃ¥l är kandidater.

Man vet sedan länge genom studier av synkrotronstrålning att galaxer har magnetfält på 5-25 mikrogauss, men man vet inte hur de produceras. Det har redan på 50-talet föreslagits att universum skapades med ett svagt magnetfält som förstärkts när galaxer bildats.

Se även Cosmic_ray och GalaxyMagnetic_fields
/Peter E 2017-11-30

Svar:
1 Detta är en mycket besvärlig fråga eftersom man i kosmologin har en uppsjö av olika definitioner av avstånd, se länk 1 och Distance_measures_(cosmology).

Om man med kalkylatorn i länk 2 beräknar vad som kallas "The co-moving radial distance" för rödförskjutningen z=1100 (kosmiska bakgrundsstrålningen, 370000 år efter big bang) får man avståndet 45.5 Gly, dvs en diameter på 91 Gly.

2 Ja, expansionen kan ske med hastigheter som överstiger ljusets eftersom relativ hastighet (som används i den speciella relativitetsteorin) är en lokal parameter, se Faster-than-lightUniversal_expansion.

3 Det tror jag inte.

4 Nej, så länge vi menar lokal hastighet kan inget materiellt färdas snabbare än ljuset.

Se även fråga [19191].

The_Science_of_Interstellar är en trevlig men inte helt lättläst bok i gränslandet vetenskap--science fiction. Boken är skriven av Kip S Thorne som fick dela nobelpriset för upptäckten av gravitationsvågorna, se fråga [20117]. Thorne går igenom ett stort antal fenomen och klassificerar dem som etablerad vetenskap, möjligen korrekt och påhittat.
/Peter E 2018-03-07

Svar:
Om universum är oändligt (vilket det bör vara) är det tveksamt att tolka stora rödförskjutningar i termer av hastighet. Det är bättre att tolka den i termer av skalfaktorn R, som är ett mått på hur långt expansionen har kommit.

Rödförskjutningen z definieras som (se länk 1):

z = (l_observerad - l_emitterad)/l_emitterad =
l_observerad/l_emitterad - 1

dvs

z + 1 = l_observerad/l_emitterad = R_nu/R_då = 1/R

Man kan se det så att den kosmologiska rödförskjutningen "drar ut" rymden med fotonen så att den observerade fotonen har längre våglängd.

Det kan vara intressant i sammanhanget att titta på objekt med mycket stor rödförskjutning, vilka även bör vara de mest avlägsna.

List_of_the_most_distant_astronomical_objects listar ett antal objekt. Galaxen GN-z11 (bilden nedan) innehar rekordet med z=11.09. Detta motsvarar tiden 13.721-13.309 Gyr = 412 miljoner år efter big bang. (Time of Big Bang - Lookback Time = Cosmic Age). Det dröjer alltså inte länge innan stjärnor och galaxer skapas!

Med kalkylatorn i länk 1 kan man räkna ut att z=11.09 motsvarar en hastighet på 0.986c, alltså mycket nära ljushastigheten.

Konverteringen mellan rödförskjutning z och tid efter big bang är modellberoende och inte trivial. Man kan använda Ned Wrights kalkylator A Cosmology Calculator for the World Wide Web, se länk 2. Med standardvärden på parametrarna får man de ovan angivna värdena 13.721 Gyr för universums ålder och 13.309 Gyr för galaxens ålder.

Se även fråga [21109], [6721], Rödförskjutning och Redshift.

Jag vill gärna ta tillfället i akt att rekommendera Max Tegmarks bok Vårt matematiska universum. Den innehåller enkla och lite svårare förklaringar om kosmologi, författarens personliga upplevelser och, för mig, svårbegripliga parallella universum där det finns oändligt många kopior av mig (hemska tanke!).

/Peter E 2020-05-14

Svar:
Det är värre än så: vi vet en hel del om universums utveckling sedan big bang (för c:a 13.75 miljarder år sedan) trots att vi inte upplevt mer än en liten bråkdel av tiden sedan dess.

Men man behöver inte "ta på" någonting för att bestämma vad det är: det finns massor av "budbärare" som innehåller användbar information. Man behöver dock anta att fysikaliska lagar är samma vi känner från jorden oberoende av plats och tid.

Inom solsystemet kan man skicka astronauter för att undersöka olika objekt, men i de flesta fall duger fjärrstyrda prober bra. Man har haft närkontakt med alla 8 planeter (jorden förstås inräknad). Man har även undersökt meteoriter, dvärgplaneter, småplaneter, månar och kometer. Kunskapen om solsystemet är, vill jag påstå, mycket god, även om beskrivningen av solsystemets uppkomst inte är perfekt.

När det kommer till objekt utanför solsystemet är det lite svårare. Vi kan inte aktivt ingripa utan vi får nöja oss med att observera. Astronomi och kosmologi är observationella vetenskaper till skillnad från fysik som är experimentell - man kan påverka studerade processer.

Förutom observationer krävs en god teoretisk förståelse av fysikaliska processer.

De senaste 50 åren har vi sett en enorm utveckling av detektorer för olika sorters strålning, både rymd- och jord-baserade. För den klassiska astronomin fanns egentligen bara ögat och så småningom optiska teleskop. Numera finns det detektorer för i stort sett all strålning som finns:

Elektromagnetisk strålning med olika våglängder: radiovågor, mikrovågor, infrarött, synligt ljus, ultraviolett, röntgenstrålning, gammastrålning

Neutriner (Neutrino_detector)

Kosmiska partiklar (Cosmic_ray)

Gravitationsvågor (Gravitational_wave)

Se länk 1 för ett exempel på att man inte behöver besöka ett objekt för att förstå hur det fungerar - observationer och god teoretisk kunskap i partikelfysik räcker långt: vad finns det inne i en neutronstjärna? (neutron_star)

Engelska Wikipedia har några mycket bra och omfattande genomgångar av detektionsinstrument och metoder, Observational_cosmology, Observational_astronomy och Astrophysics.
/Peter E 2020-10-21