"Opprinnelsen til (nesten) alt"av New Scientist by Font Forlag

Graham Lawton

Etter å ha studert biokjemi og vitenskapskommunikasjon ved Imperial College, begynte Graham Lawton i New Scientist, der han har vært nesten hele dette århundret, først som featureredaktør, og nå som sjefredaktør. Han har vunnet flere priser både som skribent og som redaktør. Jennifer Daniel

Jennifer Daniel er prisbelønt illustratør og forfatter og er fast bidragsyter til New York Times og New Yorker. Hun lager også animasjoner og illustrasjoner for flere bokforlag. Hun er kreativ leder i Google, tidligere grafisk redaktør i New York Times og har fått mange flotte priser for sitt arbeid innen visuell historiefortelling.

Opprinnelsen til (nesten) alt Tekst: Graham Lawton Illustrasjoner: Jennifer Daniel Oversettelse: Lene Stokseth

font forlag

Innhold

Innledning 6 Forord 8 Universet 10 Planeten vĂĽr 38 Liv 70 Sivilisasjon 118 Kunnskap 166 Oppfinnelser 198 Videre lesning 246 Takk 249 Register 250 1

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT INNLEDNING

Innledning Professor Stephen Hawking

Eksistens: Hvor kom vi fra?

Hvorfor er vi her? Hvor kom vi fra? Ifølge Boshongo-folket i det sentrale Afrika fantes det bare mørke, vann og den store guden Bumba. En dag da Bumba hadde vondt i magen, spydde han opp solen. Solen fordampet litt av vannet så det ble tørt land. Men Bumba var fortsatt kvalm, og kastet opp månen, stjernene og leoparden, krokodillen, skilpadden og til slutt menneskene. Denne skapelsesmyten kjemper i likhet med så mange andre med de samme spørsmålene vi fremdeles stiller i dag. Heldigvis har vi nå et redskap som kan gi oss svarene: vitenskapen. Når det gjelder disse mytene bak vår eksistens, ble de første vitenskapelige bevisene funnet i 1920-årene, da Edwin Hubble begynte å gjøre observasjoner med teleskop på Mount Wilson i California. Hubble oppdaget til sin forundring at nesten alle galaksene bevegde seg bort fra oss. Og ikke bare det: Jo lenger unna galaksene var, desto raskere bevegde de seg unna. Utvidelsen av universet er en av de viktigste oppdagelsene som er blitt gjort. Dette funnet endret fullstendig debatten om hvorvidt universet hadde en begynnelse. Hvis galaksene beveger seg fra hverandre nå, må de ha vært nærmere hverandre tidligere. Og hvis farten har vært konstant, må alle galaksene ha vært oppå hverandre for noen milliarder år siden. Var det begynnelsen på universet? Da denne oppdagelsen ble gjort, var det mange vitenskapsmenn som ikke likte tanken på at universet skulle ha hatt en begynnelse, fordi det antydet at fysikken hadde brutt sammen. Det innebar at man måtte påkalle en drivkraft utenfra, en vi for enkelhets skyld kan kalle gud, for å finne ut hvordan universet begynte. Derfor videreutviklet de teorier om hvordan universet utvidet seg i vår tid uten å ha en begynnelse. Den kanskje mest kjente teorien ble fremlagt i 1948. Den ble kalt steady state-teorien og hevdet at universet

alltid hadde eksistert og hadde vært likt i all tid. Denne siste egenskapen hadde den store fordelen at den var en forutsigelse som kunne etterprøves, noe som er en avgjørende faktor for den vitenskapelig metoden. Og den viste seg å være mangelfull. De empiriske bevisene som kunne bekrefte forestillingen om at universet var kompakt i begynnelsen, kom i oktober 1965 med oppdagelsen av en svak bakgrunn av mikrobølger gjennom rommet. Den eneste fornuftige tolkningen er at denne «kosmiske bakgrunnsstrålingen» er resterende stråling etter en tidlig varm og kompakt tilstand. Etter hvert som universet utvidet seg, kjølnet strålingen til den ikke ble mer enn de restene vi kan se i dag. Denne nye forestillingen ble snart underbygd av teori. Sammen med Roger Penrose fra Oxford University viste jeg at hvis Einsteins relativitetsteori er korrekt, må det ha eksistert en singularitet, et punkt med uendelig stor tetthet og en krumning av tidrom der tiden har en begynnelse. Universet begynte med Big Bang og utvidet seg fort. Dette kalles «inflasjon» og gikk ekstremt raskt: Universet doblet seg i størrelse mange ganger i løpet av et lite brøkdels sekund. Inflasjonen gjorde universet veldig stort, veldig jevnt og veldig flatt – men ikke helt jevnt: Det fantes ørsmå variasjoner fra sted til sted. Variasjonene forårsaket etter hvert galakser, stjerner og solsystemer. Det er disse variasjonene vi kan takke for vår eksistens. Hvis universet hadde vært helt jevnt i begynnelsen, ville det ikke eksistert stjerner, og dermed ville heller ikke livet ha kunnet utvikle seg. Vi er produktet av opprinnelige kvantefluktuasjoner. Som vi snart vil se, gjenstår det fremdeles mange store mysterier, men vi nærmer oss sakte men sikkert svarene på de eldgamle spørsmålene: Hvor kom vi fra? Og er vi de eneste vesenene i universet som kan stille slike spørsmål?

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT FORORD

Forord Jeg har alltid vært fascinert av opprinnelser. Som barn var jeg ofte ute på Yorkshire-kysten sammen med mamma, pappa og søsteren min. Der gravde vi ammonitter, belemnitter og fossile østers ut av klippene, og jeg lurte på hvor de kom fra. Hvordan var jorden mens de levde? Det var ikke bare naturens verden som fikk meg til å undres over hvor ting kom fra. Jeg husker at jeg så på TV – antakelig svart-hvitt-TV den gangen, men like fullt et teknologisk underverk – og tenkte: Hvem var det som oppfant den? Jeg klarte ikke å forestille meg hvordan noen kunne ha skapt en boks med en skjerm som viste bilder fra et sted langt unna. Noe sånt ville jeg aldri greid å gjøre, tenkte jeg for meg selv. Da jeg ble vitenskapsjournalist for 20 år siden, gikk det opp for meg hvor stor tiltrekningskraft opprinnelseshistorier har på fantasien. «Hvor kom vi fra?» er et av de mest grunnleggende og fundamentale spørsmål vi stiller oss. (De andre er «hvordan bør vi leve?» og «hvor skal vi?», men dem kan vi la ligge til en annen gang.) Jeg er overbevist om at det ligger i menneskets natur å se på noe, eller gruble over et eksistensielt spørsmål, og si: Hvordan ble det sånn? Alle samfunn vi kjenner til, har historier om opprinnelsen til kosmos og dets beboere. Den eldste nedtegnede skapelsesmyten er Enuma elish, som ble risset inn på 2700 år gamle leirtavler fra bronsealderens Babylon. Men opprinnelseshistoriene oppsto ganske sikkert mye tidligere enn som så, minst for 40 000 år siden, da forfedrene våre ble det som adferdsmessig kalles moderne mennesker. Såvidt vi vet, var hjernen

deres som vår, altså hadde de evnen til å gjøre mentale reiser – å plassere seg selv i fortid og fremtid. Det betyr at forfedrene våre kunne overskride sitt eget her og nå og kanskje til og med tenke seg til tiden før og etter sin egen levetid, slik at de kunne fundere over fjern fortid og fremtid. I likhet med oss må de ha undret seg over hvor alt kom fra. Kan hende strekker det seg enda lenger tilbake i tid. Kanskje hadde til og med våre aller første forfedre en opprinnelsesmyte, en million år gammel fortelling som ble fortalt på et urspråk rundt leirbålet til Homo erectus. Ja, selv opprinnelseshistorier krever en opprinnelseshistorie. Skaperne av disse utgamle historiene hadde naturligvis ikke så mye annet å bygge historiene på enn egne umiddelbare erfaringer og fantasi. De tydde som oftest til overnaturlige forklaringer. Vår kulturs opprinnelsesmyte, Første Mosebok, er en slik historie. Den byr faktisk på to muligheter: først den velkjente beretningen om skapelsen som foregikk i løpet av seks dager, og så en litt annerledes og noe motstridende versjon. Det kan være en stilltiende innrømmelse av at vi aldri kan være helt sikre, men vil prøve oss likevel. Når vi i tillegg støtter oss til kraften i den vitenskapelige metoden, blir den mentale tidsreisen et

presisjonsinstrument. Vi kan bruke teleskoper til å ta en titt inn i det tidlige universet, og bruke matematikk for å forstå dets egenskaper. Ved å skru klokken tilbake på denne måten har vi kommet langt på vei – nesten til universets begynnelse, slik Stephen Hawking forklarer i innledningen. I mellomtiden gjør de historiske vitenskapene – geologi, evolusjonsbiologi og kosmologi – det mulig for oss å rekonstruere hendelser fra lenge før menneskenes eksistens, helt tilbake til det vi kaller «dyptid»: solsystemets fødsel, livets opprinnelse og evolusjonen til mennesket og mange andre arter. Arkeologi og historie hjelper oss med å forstå vår egen fortid og opprinnelsen til ting mennesket er direkte ansvarlig for, fra tidlige oppfinnelser som matlaging, til moderne teknologi som verdensveven World Wide Web. Opprinnelsen til (nesten) alt er en samling moderne opprinnelseshistorier som vitenskapen har avdekket. Boken samler de viktigste, mest interessante og mest forbløffende av disse historiene i 53 korte kapitler, som løftes fram av Jennifer Daniels levende og ofte humoristiske infografikk. Da jeg begynte å lage en idéliste til boken, var noen ideer selvinnlysende, som Big Bang, livets opprinnelse og menneskehetens evolusjon. Den menneskelige sivilisasjonen var en annen gullåre. For 15 000 år siden var forfedrene våre nomadiske jegere og samlere. Nå bor vi i hus, handler på supermarkedet og reiser rundt i maskiner. Hvordan gikk det til?

Andre ideer var mindre åpenbare, og jeg er veldig glad for de mindre selvsagte forslagene fra John Murray og de strålende kollegene mine i New Scientist: Null, jord og personlig hygiene er noen av dem jeg liker best. Til slutt hadde vi altfor mye materiale til bare én bok. Listen over ideer som ikke vant frem, er lang og innbefatter blant annet cricketsportens opprinnelse og Viennetta-is, for å nevne to. En dag kommer jeg kanskje til å skrive Opprinnelsen til (nesten) alt annet. Men nå får det være nok mentale tidsreiser. Jeg er kjempestolt av boken. For meg har den vært en oppdagelsesreise, og det håper jeg at den blir for deg også. Mange av historiene den forteller, har endret og utviklet seg underveis etter hvert som nye oppdagelser ble gjort. Det er noe av det vakreste ved den hvileløse vitenskapen. Det eneste jeg er lei meg for, er at arbeidsundertittelen min ikke kom så langt som til bokomslaget – (Og hvis du lurer, var den Fra Big Bang til navlelo, noe jeg synes gir et godt bilde av spennet). Formelt ble boken unnfanget i en idémyldring mellom New Scientist og John Murray, men i hodet mitt var den egentlige opprinnelsen på en strand i Yorkshire, i tankene til en liten gutt som lot seg inspirere av naturens mange vidundre. Men nå er jeg i gang igjen. Slik er vi mennesker – det er umulig å la være. Graham Lawton London, mai 2016 9

Kapittel 1

Universet

14 Materie, rom og tid

18 Stjerner og galakser

22 Grunnstoffer

30 MĂ¸rk materie og mĂ¸rk energi

26 Meteoritter 34 Svarte hull

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT UNIVERSET MATERIE, ROM OG TID

Hvordan begynte alt sammen? Universet er stort. Veldig stort. Men likevel, hvis vår

teori om opprinnelsen er riktig, var universet lite en gang i tiden. Bitte lite. En gang var det faktisk ikke-eksisterende. For omtrent 13,8 milliarder år siden vokste plutselig materie, energi, tid og rom spontant ut fra ingenting i det vi kjenner som Big Bang. Hvordan skjedde det? Eller for å spørre på en annen måte: Hva er opprinnelsen til alt? Det er dette som er det viktigste opprinnelsesmysteriet. For de fleste mennesker i historien har det eneste plausible svaret vært at «det var Gud som gjorde det». Selv vitenskapen unnvek dette spørsmålet lenge. På begynnelsen av 1900-tallet mente de fleste fysikere at universet var uendelig og evig. Det første hintet om at det ikke stemte, kom i 1929, da Edwin Hubble oppdaget at galaksene flyr fra hverandre som granatsplinter etter en eksplosjon. Den logiske konklusjonen var at universet må være i ferd med å utvide seg, og at det derfor har vært mindre tidligere. Astronomene kom frem til en annen logisk, men ganske merkelig konklusjon ved å forestille seg ekspansjonen baklengs, som å spole en film tilbake: Universet må ha hatt en begynnelse.

Den aller første begynnelsen Til å begynne med var det mange vitenskapsmenn som ikke likte ideen om en slik begynnelse, og derfor fremla de alternative forklaringer som ikke krevde det. Den best kjente av dem – steady state-teorien – ble lansert i 1948. Ifølge denne hypotesen hadde universet eksistert bestandig og hadde sett likt ut til alle tider. Astronomene fant snart ut hvordan de kunne teste hypotesen, og oppdaget at den ikke kunne være riktig. Visse himmellegemer, som kvasarer, fi nnes bare veldig langt unna, og det tyder på at universet ikke har sett likt ut til alle tider. Steady-state-teoretikerne satte likevel varige spor etter seg fordi de ga oss ut-

trykket «Big Bang», som opprinnelig ble brukt som en spydig avvisning. Nådestøtet kom i 1965, da man ved en tilfeldighet oppdaget den svake skimmeret av bakgrunnsstråling i hele verdensrommet. Man tolket denne kosmiske bakgrunnsstrålingen som «ettergløden» etter et univers som var mye varmere og hadde mye større tetthet enn i vår tid. Disse observasjonene ble snart underbygget av teori. Stephen Hawking og Roger Penrose viste at hvis

Ikke Big Bang

Big Bang er den vanlige forklaringen på universets opprinnelse, men den får ikke stå alene i rampelyset. En alternativ forklaring er at det ikke skjedde et kjempesmell, men et hopp. Når vi spoler oss tilbake gjennom universet i dette scenarioet, beveger vi oss gjennom den ufattelig varme begynnelsen med enorm stor tetthet og ut på den andre siden, gjennom en like varm og tett slutt på et tidligere univers. En annen forklaring er at smellet var ett av mange. Ifølge multiversteorien er vårt univers bare en boble i et frådende skum av universer. Begge disse ideene innebærer imidlertid at universet ikke hadde noen begynnelse. Det er enda vanskeligere å tenke seg enn at det bare dukket opp.

Big Bang eller kjempehopp: begynnelsen på alt, eller tilbakevendingen til et tidligere univers?

den generelle relativitetsteorien stemmer, må det ha eksistert en singularitet, et punkt med uendelig stor tetthet og en krumning av tidrom der tiden begynte. I vår tid er Big Bang anerkjent vitenskap. Kosmologene mener at de kan spore universets utvikling fra et brøkdels sekund etter opprinnelsen til i dag, inkludert en kort periode med en halsbrekkende utvidelse (inflasjon) og fødselen til de første stjernene. Det nøyaktige skapelsesøyeblikket er imidlertid gjenstand for mye spekulasjon fremdeles. Der smuldrer virkelighetsteoriene våre opp. Hvis vi skal komme videre, må vi fi nne ut hvordan vi skal forene den generelle relativitetsteorien med kvanteteori. Fysikerne sitter fast til tross for mange tiårs hardt intellektuelt arbeid. Likevel har vi en viss idé om hvordan vi skal besvare det vanskelige Big Bang-spørsmålet:

Hvordan får man noe av ingenting? Det er et fornuftig spørsmål, for enkelte fysikere mener at det er lite som tyder på at universet i det hele tatt skulle eksistert. Termodynamikkens annen hovedsetning sier at uorden, eller entropi, alltid har en tendens til å øke over tid. Entropi måles i hvor mange måter man kan omorganisere komponentene i et system på uten å endre systemets generelle utseende. Molekylene i varm gass kan for eksempel omorganiseres på mange ulike måter uten at temperaturen og trykket endres. Det betyr at gassen er et høyentropisk system. Vi kan derimot ikke omorganisere molekylene i noe levende i særlig grad uten å gjøre det til noe som ikke lever, og det betyr at menneskene er laventropiske systemer. Ut fra den samme logikken er intethet den høyeste entropiske tilstanden som fi nnes. Den kan man omorganisere så mye man vil uten at den ser ut som noe annet enn intethet. Med tanke på denne hovedsetningen er det van-

skelig å forstå hvordan ingenting kan bli til noe – ja, til et helt univers. Men entropien er bare en del av historien. Den andre delen er en kvalitet fysikerne kaller symmetri, men som ikke er helt det samme som hverdagssymmetrien vi forbinder med former. For fysikere er noe symmetrisk hvis det fi nnes noe man kan gjøre med det for å få det til å se likt ut etter at man er ferdig med å gjøre det. Ifølge denne defi nisjonen er intethet fullstendig symmetrisk: Man kan gjøre hva man vil med den uten at den blir noe annet enn intethet. Fysikerne har lært at symmetrier er til for å brytes, og når de brytes, har de stor påvirkningskraft på universet. Kvanteteorien forteller oss at tomhet ikke fi nnes. Tomhetens perfekte symmetri er for perfekt til å kunne vare, og blir brutt av forstyrrende partikler som kommer og går. Det fører til den teoretiske konklusjonen at noe, til tross for entropien, er mer naturlig enn ingenting. I den forstand er alt i universet bare eksitasjoner av kvantevakuumet (atomer bringes over i en mer energirik tilstand). Kan noe lignende forklare selve universets opprinnelse? Ja, ganske sannsynlig. Big Bang var kanskje bare intethet med helt naturlige kvantefluktuasjoner som utløste skapelsen av et helt univers.

Utenfor rom og tid Dette reiser selvfølgelig spørsmålet om hva som var før Big Bang, og hvor lenge det var slik, men på dette punktet er vanlige konsepter som «før» meningsløse. Det reiser også et enda vanskeligere spørsmål. Denne forståelsen av skapelsen forutsetter at de fysiske lovene er korrekte, og innebærer også at lovene må ha eksistert før universet gjorde det. Hvordan kan fysiske lover eksistere utenfor rom og tid og uten et eget formål? Eller, for å si det på en annen måte, hvorfor finnes det noe og ikke ingenting?

MATERIE, ROM OG TID OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT UNIVERSET THE ORIGIN OF (ALMOST) EVERYTHING

Kan man skille noe … Nei, det kan man faktisk ikke. Det er ingen forskjell mellom noe og ingenting. Kvanteteorien sier at intethet ikke kan eksistere fordi den alltid vil forårsake noe – kanskje et univers. Og det kan muligens forklare Big Bang. Hvis man legger sammen all materie og energi i universet – inkludert tyngdekraft, som har negativ energi – får man null. Universet består altså av … ingenting.

2 16

â&#x20AC;Ś fra ingenting?

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT UNIVERSET STJERNER OG GALAKSER

Hvorfor skinner stjernene? Når du ser på nattehimmelen, ser du tilbake i tid. Lyset fra Sirius A, som er den klareste stjernen, bruker omtrent åtte og et halvt år på å bevege seg gjennom det interstellare rommet til Jorden. Den stjernen som ligger lengst unna av dem vi kan se med det blotte øye, Deneb, er omtrent 2600 lysår unna. For alt vi vet, eksisterer kanskje ingen av dem lenger. Hvis vi ser lenger ut, ser vi enda lenger tilbake i tid. I 2012 publiserte romteleskopet Hubble bildet eXtreme Deep Field, som ble lagd ved å samle det svake lyset fra en liten del av himmelen i 23 døgn. Det ble koblet til fjerntliggende galakser, noen av dem så langt unna at lyset fra dem ble sendt ut da universet var bare en halv milliard år gammelt. Bildet bekreftet det astronomene lenge hadde hatt mistanke om: Universet er omtrent likt i alle retninger og domineres av stjerner og galakser ikke ulike våre egne. Men hvis Hubble hadde kunnet kikke enda dypere inn i fortiden, ville den se et helt annerledes univers. Det råder nå alminnelig enighet om at universet begynte som en ufattelig liten, varm, tett ildkule av materie og energi. Dette universet hadde verken stjerner eller galakser. De kom ikke før etter over ytterligere 500 millioner år. Den eldste galaksen vi kjenner til, er EGSY8p7, som

Bygd av et svart hull

ble født omtrent 600 millioner år etter Big Bang. En halv milliard år senere var universet fullt av galakser, hver med flere hundre millarder stjerner. Hvordan kunne det gå fra den ene ytterligheten til den andre? For å svare på det spørsmålet må vi gå veldig langt tilbake i tid, til bare 3 × 10-44 sekunder etter Big Bang. Dette var starten på inflasjonen, et brøkdels millisekund da universet utvidet seg eksponentielt.

Blåst opp som en ballong Inflasjon forvandlet universet fra en frådende, grumsete knute av materie og energi til noe mye jevnere og mer uniformt, omtrent som når man blåser opp en krøllete ballong, men det gjorde ikke universet helt konformt: Det var ørsmå variasjoner fra sted til sted, de utstrakte restene av kvantefluktuasjoner som hadde forårsaket Big Bang. Da inflasjonen var over, fortsatte universet å utvide seg, bare mye saktere, og strakte ut variasjonene enda mer. Dette var frøene til fremveksten av stjerner og galakser. Det er observasjoner av den kosmiske bakgrunnsstrålingen som gjør at vi kjenner til dem, et svakt skimmer av mikrobølger som gjennomsyrer hele rommet og ofte kalles «ettergløden» etter Big Bang. Til å begynne med så det ut til at den kosmiske bakgrunns-

De fleste tenker på galakser som noe som gradvis vokser sammen under påvirkning av tyngdekraften, men det finnes en alternativ og langt mer dramatisk mulighet. De kan bli til på et blunk fordi høyenergiske strømmer av materie braser inn i gasskyer. Strømmene slippes ut fra kvasarer, ekstremt lyssterke himmellegemer som vi tror får energi fra supermassive svarte hull. Hvis dette er riktig, betyr det at de supermassive svarte hullene som finnes innerst i de fleste galakser, skaper sine egne omgivelser og ikke er produkter av dem.

Det ﬁnnes tre hovedtyper galakser

Elliptisk

Spiral

strålingen hadde samme temperatur overalt: iskalde 2,7 °C over det absolutte nullpunktet. Men i 1992 kartla NASA-satellitten Cosmic Background Explorer (COBE) den i detalj og avdekket områder med litt lavere eller litt høyere gjennomsnittstemperatur. Forskjellene er ørsmå – bare noen hundretusendels – men de er der. De kalde feltene samsvarer med områder i det tidlige universet som inneholdt mer materie – først og fremst hydrogen og helium – og derfor hadde litt større tetthet enn vanlig. Tyngdekraften gjorde resten og klumpet gradvis denne materien sammen til større og tettere klumper som etter hvert ble så store og fikk så stor tetthet at det ble utløst kjernereaksjoner. Slik ble stjernene født. Det er også tyngdekraften som har ført til dannelsen av stjernehopene vi kaller galakser, og hopene av galakser som kalles … eh, galaksehoper. De siste kan ha en fysisk bredde på over 100 millioner lysår. Vår egen galakse ble dannet slik, og prosessen fortsetter. Melkeveien vokser for eksempel sammen med to nærliggende satellittgalakser, den lille og den store magellanske skyen, og suger også inn gass fra rommet. Melkeveien er allerede en diger galakse som er mye større og klarere enn de fleste andre, og kommer etter hvert til å bli enda større og mektigere ved å forenes med en annen nærliggende galakse, Andromeda. Stjernedannelsene fortsetter også i tette områder med interstellart støv som blir en slags «fødestuer» for stjerner. Romteleskopet Hubble har oppfanget dramatiske bilder av store søyler av gass og støv der nyfødte stjerner kommer frem fra skyene, ferdig utstyrt med protoplanetariske skiver som etter hvert vil danne grunnlaget for solsystemer. Alt i alt avler Melkeveien omtrent ti stjerner i året. Selv om alle stjerner blir født på samme måte, er de svært forskjellige. Noen er klare, andre svake; noen er

blå, andre er hvite, gule, oransje eller røde. Noen er enorme, andre knøttsmå.

Lev hardt, dø ung Ulikhetene skyldes tilfeldige variasjoner i masse. Omtrent 90 prosent av stjernene er hovedsekvensstjerner, og alle gjør det samme: De knuser hydrogenkjerner sammen i midten og danner heliumkjerner i en fusjonsprosess. Jo større masse en stjerne har, desto varmere er den i midten, og desto raskere vil hydrogenet smelte – og desto mer lyssterk blir stjernen. En stjerne blir blåere jo mer lyssterk den er. Stjernens masse dikterer også hvor lenge den vil leve. Selv om mer massive stjerner har mer drivstoff å forbrenne, forbrenner de det mye raskere og dør tidligere. De mest massive stjernene bruker opp hydrogenet på noen få millioner år. Solen derimot, har brent i 4,6 milliarder år og kommer til å fortsette med det i mange milliarder år til. Alle hovedsekvensstjerner bruker før eller senere opp alt hydrogenet i midten. Da vil de begynne å forbrenne hydrogenet utenfor midten samtidig som de utvider seg og kjøles ned. En stjerne i et slikt stadium er en kjempe eller en superkjempe. Disse enormt store stjernene lever kortvarige, men dramatiske liv. De begynner å fusjonere helium, karbon, neon, oksygen, silikon og svovel. De siste to kan fusjonere til jern, men jern fusjonerer ikke til tyngre stoffer, og på dette tidspunktet er stjernen dømt til å eksplodere som en supernova. Etterpå kollapser restene til en liten kule med stor tetthet og kan bli et svart hull eller en nøytronstjerne. De minste gigantstjernene eksploderer ikke, men reduseres langsomt til varme skygger med stor tetthet som kalles hvite dverger. Hvis det går lang nok tid, blekner de hvite spøkelsene helt og blir svarte dverger. Men det skjer ikke ennå, for universet er ikke gammelt nok. Stavspiral 19

Kapittel 3

Liv

Komplekse celler

Sex

Dinosaurer

Insekter

Øyne

Søvn

102

106

Mennesker

Språk

Vennskap

114

Navlelo

110

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT LIV SØVN

Hvorfor sover vi? Når du har sittet i noen timer og lest dette, kommer

du til å miste bevisstheten og gå inn i drømmeland. I løpet av de neste timene vil hjernen din veksle mellom to helt ulike tilstander – dyp søvn og REM-søvn (REM står for «rapid eye movement»). Du kommer ikke til å være helt ubevisst hele denne tiden, men opptatt med det merkelige vi opplever om natten, nemlig drømmer. Vi bruker en tredjedel av livet på å sove, og det er åpenbart uhyre viktig. Hvis vi går for lenge uten å få sove, blir vi syke – rotter som blir holdt våkne i døgn etter døgn, dør i løpet av tre uker – men til tross for 60 års intens forskning vet vi fremdeles ikke hva søvn skal være godt for. Ingen kan si at vi ikke har forsøkt. Søvnforskere har lagt fram mange hypoteser om søvnens funksjon – alt fra at den skal holde oss trygge til at den skal hjelpe oss med å spare energi, fra at at den skal reparere kroppen og hjernen til at den skal finstemme immunforsvaret, bearbeide informasjon, regulere emosjoner og konsolidere hukommelsen. Alle hypotesene har sine sterke og svake sider. De fleste søvnforskere er enige om at søvnen har mange funksjoner og at alle de ulike hypotesene kan stemme til en viss grad. Mangelen på en allment akseptert forklaring er ikke bare frustrerende for søvnforskere. Den har også gjort det vanskelig å peke ut søvnens evolusjonsmessige opprinnelse. Den må i hvert fall være veldig gammel: Alle dyr med et komplekst nervesystem sover, deriblant pattedyr, fugler, reptiler og fisk. Vi vet at også dinosaurene sov: I 2004 fant paleontologer i Kina skjelettet av en 125 millioner år gammel dinosaur som lå med hodet under forbeinet, akkurat som en sovende fugl med hodet under vingen. Det er også mulig å identifisere søvnlignende tilstander hos dyr uten et komplekst nervesystem, som hos insekter, skorpioner, mark og noen krepsdyr. Søvn kan være en iboende egenskap i nerveceller. Nevrongrupper dyrket i en petriskål går spontant inn i en tilstand som er svært lik søvn. Hvis man hindrer

dem i å gå inn i denne tilstanden, går de helt i spinn og reagerer raskt og tilfeldig i noe som ligner epileptiske anfall. Selv mikroorganismer som ikke har nervesystem i det hele tatt, har daglige sykluser med aktivitet og inaktivitet som drives av en indre døgnrytme. Det betyr at søvnen opprinnelse muligens kan dateres helt tilbake til livets opprinnelse for omtrent 4 milliarder år siden.

Nattlige reiser

REM-søvn blir ofte kalt «drømmesøvn», og det er under REM-søvn at de ﬂeste drømmer oppstår, men vi drømmer også i andre stadier av søvnen. Når forskere overvåker hjernen til folk som sover, kan de se at man drømmer også utenfor REM-søvnen, men disse drømmene er kortere, mindre levende og mindre komplekse enn REM-drømmene. En annen form for drøm oppstår i grenselandet mellom søvn og våken tilstand. Disse ﬂyktige hypnagogiske drømmene virker nesten hallusinerende, og kan av og til være porten til enda en form for drøm: drøm i våken tilstand. Dette er en spennende og ettertraktet form for bevissthet der du er klar over at du drømmer og har en viss kontroll over det som skjer. Snakk om å leve ut en drøm!

Vi bruk drømmer, o timer h ver natt på er nesten t me n g g ep lemmer mest arten med en gan

En annen snubletråd er at søvn ikke bare er én ting, men to. Den første kalles dyp eller langsom søvn fordi den karakteriseres av lang, langsom, bølgende elektrisk aktivitet som er synkronisert i hele hjernen. Den andre er REM-søvn, som er så annerledes som den kan bli. Den karakteriseres av hektisk hjerneaktivitet som minner om våken tilstand. REM-søvnen har også tydelige fysiske uttrykk: raske, rykkende bevegelser i øyeeplene og nesten full muskellammelse som trolig skal hindre at vi gjør det vi drømmer om. REM-søvn er bare å finne hos pattedyr og fugler. Sist de hadde ett felles opphav, var for omtrent 300 millioner år siden, og det kan bety at REM-søvn utviklet seg allerede før den tid. Det felles opphavet var imidlertid også utgangspunktet for reptiler uten REM-søvn, og det kan tyde på at fugler og pattedyr utviklet REM-søvn uavhengig av hverandre.

Hvor tankene går om natten Mesteparten av drømmingen foregår under REM-søvn, og hensikten med og opprinnelsen til drømmer er noe søvnforskerne er kommet nærmere en forståelse av. Sigmund Freud var den første som hevdet at innholdet i drømmer kan være påvirket av opplevelser i våken tilstand. Han kalte dem «dagrester». Freuds teorier om drømmer er ikke like aktuelle lenger, men denne – som nå kalles kontinuitetshypotesen – har fortsatt stor innflytelse. Det kan virke som om drømmer speiler de våkne livene våre. De gjenspeiler ofte ferske opplevelser, og særlig helt nye. En som nettopp har spilt Tetris for første gang, kan for eksempel drømme om avlange former som faller ned fra himmelen. Koblingen mellom drømmer og våken tilstand er også blitt direkte observert av hjerneskannere, som viser at den drømmende hjernen gjentar aktivitetsmønstre som ble observert under tidligere erfaringer i våken tilstand.

Det kan se ut til at opplevelser og erfaringer går inn i drømmene våre i to separate stadier. Først dukker de opp den første natten etter at noe skjedde, og deretter kommer de tilbake mellom fem eller sju dager etterpå. Det støtter tanken om at en av søvnens funksjoner er å bearbeide minner og integrere dem for langsiktig lagring. Vi nøyer oss ikke med å spille av tidligere hendelser i drømmene våre. De er fragmenterte, kombineres med eldre minner og roter seg sammen til bisarre og følelsesladde historier der det skjer umulige ting og dukker opp usannsynlige steder og personer. Det kan være på grunn av hjerneaktiviteten som kreves for bearbeiding av minnene. De visuelle områdene av hjernen er svært aktive, og det er også følelsessentrene i amygdala, thalamus og hjernestammen. Områdene som har å gjøre med rasjonelle tanker og oppmerksomhet er derimot stille. Bearbeiding av minner kan ikke være det eneste det dreier seg om. Drømmerapporter fra mennesker født med funksjonshemminger inneholder elementer de ikke kan ha opplevd selv. Mange døve har drømmer der de kan høre og forstå hva folk sier. Folk som ikke kan snakke, finner stemmen sin. Folk som er født med lammelser, kan gå, løpe eller svømme. Dette tyder på at hjernen av en eller annen grunn er genetisk programmert til å generere erfaringer vi kan forvente å få i løpet av livet. Mareritt kan forklares av noe lignende. Omtrent en tredjedel av drømmene involverer trusler, ofte noe sånt som å flykte fra en angriper eller havne i slåsskamp. Slike drømmer er aller mest vanlig hos barn, og da er ofte farlige dyr involvert. Én forklaring på dette er at hjernen dikter opp drømmer for å simulere utfordringer vi kan møte i det virkelige liv – eller som våre fjerne forfedre støtte på – og gjør det mulig for oss å øve på å håndtere dem. Så når du mister bevisstheten i kveld, bør du passe deg: Drømmenes verden er full av farer og mystikk.

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT LIV SØVN THE ORIGIN OF (ALMOST) EVERYTHING

Dyrenes døs

t es H

sk e

Du dør raskere av å gå helt uten søvn eller av å gå helt uten mat. Merkelig nok ser det ikke ut til å være så skadelig å droppe REM-søvnen

Ba vi

av ko b H sk

ra m sj er øl ik øv a e n

Afrikanske elefanter overlever fint uten REM-søvn, men asiatiske elefanter bruker halve sovetiden på REMsøvn

100

Søramerikanske sjøløver har unihemisfærisk søvn: Den ene halvdelen av hjernen sover mens den andre holder seg våken. Det gjør at de kan være ute og jakte i havet i lange perioder i strekk

Gr is

En studie fra 1967 viste at oksefrosker ikke sover i det hele tatt, men det må mer forskning til for å bekrefte dette

Ko gr rtfi in n dh ne va l

Sø

Am ok er se ika fr n os sk k

Af r

ik an

ill Hv eh its av id sd et el fin

ef an t

ia ti

ne te tt er

K b K ro ølg E-R dr lig esø EM øm er v ( m e m n) e elle el e r r øs n ne la ik v ng ke ro s fu log om lls is D te k yr nd or ig d

Hester, sjiraffer og andre store, beitende dyr tar seg en lur i stående stilling i noen minutter om gangen, alt i alt under 5 timer i døgnet

ef an t

a EM liv v ry -S a ak k kkv ØV tiv tig is N k m in hj e d e ø ara st er rø ye k ne m be te ti lm m v ris er eg e es og el res ts en ser øv ,

Sj ira ﬀ

Hos dyr er det store variasjoner i søvnlengde og søvnmønster. Hva skal søvn være godt for?

Ka tt

or da se me ro ri ti ka ne n s

M us

(b Hu ea nd gl e)

(p Hu oi nd nt er )

Domestiserte dyr sover ofte mer enn de ville slektningene sine, antakelig bare fordi de kan

Tu m

ro tt e

Tumlere sover ikke den første levemåneden

us ør e

Hvis REM-søvn forbindes med intelligens, hvorfor trenger da nebbdyr og beltedyr med hjerne på størrelse med en ert så mye av det?

Se br afi

Fugler er den eneste dyregruppen bortsett fra pattedyr som har REM-søvn

eb b

lte

Flaggermusen musøre sover mer enn noe annet pattedyr vi kjenner til, antakelig fordi insektene den spiser, bare er ute i veldig kort tid, og den ikke har stort annet å gjøre

101

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT LIV MENNESKER

Hvordan ble aper menneskelige? Mange foreldre gruer for det øyeblikket da barna spør

hvor de kom fra. Darwin syntes også det var et pinlig tema: Artenes opprinnelse nevner knapt menneskenes evolusjon. Darwin var taktfull. På midten av 1800-tallet var tanken på evolusjon i en hvilken som helst form kontroversiell nok i seg selv. Det var ren dynamitt å hevde at menneskeheten var blitt formet gjennom evolusjon, slik Darwin påpekte da han ga ut en bok om det i 1871. Dessuten støtte han på vitenskapelige hindringer. Darwin hadde nesten ikke tilgang på fossile beviser som kunne indikere hvordan, når eller hvor menneskene utviklet seg. I årene som er gått siden den tid, har mengden av registrerte menneskelige – eller hominide, for å bruke den korrekte termen – fossiler vokst enormt. Det gjenstår fremdeles mye å oppdage, men vi har et ganske klart bilde av hvordan evolusjonen foregikk. Vi vet at menneskets evolusjon begynte i Afrika. Vi er sikre på at de nærmeste slektningene våre som fortsatt lever, er sjimpansene, og at slektene våre skilte lag for omtrent 7 millioner år siden. Men veien til menneskeheten var lang. Nesten 4 millioner år senere lignet forfedrene våre fremdeles aper. 3,2 millioner år gamle Lucy, som er en av våre berømte forløpere og ble funnet i Etiopia, hadde en liten, sjimpanselignende hjerne og lange armer. Det betyr antakelig at arten hennes fremdeles tilbrakte mye tid oppe i trærne og kanskje slo seg til ro mellom greinene om natten, slik sjimpanser fortsatt gjør. Men hun hadde ett menneskelig trekk: Hun gikk på to bein. Lucy tilhører en slekt som heter Australopithecus. I de 40 årene som er gått siden deler av skjelettet hennes ble oppdaget, er det blitt funnet fragmenterte levninger etter enda eldre fossiler, noen av dem så mye som 7 millioner gamle. De følger det samme mønsteret med apelignende trekk og små hjerner, men de gikk antakelig på to bein.

Vi vet også at Australopithecus sannsynligvis lagde enkle steinredskaper. Bortsett fra disse fremskrittene var de ikke så forskjellige fra andre aper. Først da de virkelige menneskene – slekten Homo – kom, begynte hominidene å se ut og oppføre seg litt mer som vi gjør. Nå er det få som tviler på at menneskeslekten utviklet seg fra en Australopithecus-art, selv om det ikke råder enighet om akkurat hvilken. Antakelig var det Lucys art, Australopithecus afarensis, men den sørafrikanske arten Australopithecus sediba er en annen mulig kandidat. Det hjelper ikke stort at overgangen antakelig skjedde for mellom to og tre millioner år siden, et tidsintervall vi har funnet lite hominidfossiler fra. De første Homo-artene kjenner vi fra bare noen få

Tobeint er bra

Tobeinthet er fremdeles et av de mest karakteristiske trekkene ved arten vår. Det er fortsatt et mysterium nøyaktig når forfedrene våre begynte å gå på to bein, men det ga oss fordeler som hjalp oss med å spre oss over hele verden og vel så det. Over lange avstander er det mer effektivt å gå på to bein enn på fire, og i oppreist stilling er det lettere å få øye på rovdyr og unngå overoppheting i solen midt på dagen. Det viktigste er kanskje at det ga oss hendene fri, slik at de kunne utvikle seg til flerbruksformål, to verktøy med motstående tomler som også var essensielle for for evolusjonsmessige suksess.

. 102

beinfragmenter, og det gjør det vanskelig å studere dem. Noen tviler på at de tilhørte vår slekt, og foretrekker å kalle dem Australopithecus. De første veletablerte i Homo-slekten, og de første vi synes ligner litt på oss, kom for omtrent 1,9 millioner år siden og heter Homo erectus. Erectus var annerledes enn tidligere hominider. De hadde klatret ned fra trærne for godt og delte vår reiselyst: Alle tidligere primater i menneskefamilien er bare kjent fra Afrika, men Erectus-fossiler er også blitt funnet i Europa og Asia.

Neste hominid på banen var Homo heidelbergensis, som utviklet seg fra en Homo erectuspopulasjon i Afrika for omtrent 600 000 år siden. Tungebeinet til denne arten – et lite bein som spiller en viktig rolle for talemekanismen – er så å si identisk med vårt, og øreanatomien tyder på at de kunne høre tale. Noen tolkninger tilsier at Homo heidelbergensis var utgangspunktet for arten vår, Homo sapiens, for omtrent 200 000 år siden i Afrika. Separate populasjoner av Homo heidelbergensis som bodde i Eurasia, utviklet seg også og ble til neandertalere i vest og til denisovanere i øst, en gruppe som fremdeles er gåtefull.

Verktøymakeren

Kongen på haugen

Homo erectus var også litt av en innovatør. De produserte langt mer avanserte verktøy enn noen av forgjengerne hadde gjort, og var antakelig de første som lærte seg å kontrollere ild. Noen forskere mener at de oppfant matlagingen, forbedret kvaliteten på kostholdet og dermed fikk et energioverskudd som gjorde det mulig å utvikle større hjerner. Det er i hvert fall sant at hjernen til Homo erectus vokste dramatisk i løpet av artens 1,5 millioner år lange eksistens. Noen av de aller tidligste individene hadde et hjernevolum på under 600 kubikkcentimeter, ikke stort større enn hos Australopithecus, men enkelte senere individer hadde et hjernevolum på 900 kubikkcentimeter. Homo erectus var vellykket, men manglet noen viktige menneskelige trekk. Anatomien tyder for eksempel på at de ikke hadde taleevne.

Det nyeste kapittelet i vår historie har utfoldet seg i løpet av de siste 100 000 årene. Moderne mennesker spredde seg over hele verden, og neandertalerne og denisovanerne forsvant. Nøyaktig hvorfor de ble utryddet, er et annet stort mysterium, men det er stor sannsynlighet for at vår art hadde en finger med i spillet, selv om interaksjonen mellom artene ikke bare var fiendtlig. DNA-funn viser at det moderne mennesket krysset seg med både neandertalere og denisovanere. Det er fortsatt mye vi ikke vet, og nye fossiler kan godt endre historien. I løpet av det siste tiåret er det blitt oppdaget tre nye utryddede hominider, deriblant Australopithecus sediba og den gåtefulle og ikke helt sikkert daterte Homo naledi, også i Sør-Afrika. Den merkeligste av dem er den knøttlille «hobbiten» Homo ﬂoresiensis, som levde i Indonesia inntil for 12 000 år siden og ser ut til å ha vært en egen art. I sju millioner år hadde slekten vår delt planeten med minst én annen hominidart. Da hobbiten forsvant, sto Homo sapiens alene igjen.

103

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT LIV MENNESKER THE ORIGIN OF (ALMOST) EVERYTHING

Utferdstrang For 65 000 år siden forlot forfedrene våre Afrika og koloniserte verden. Fossiler, kunstprodukter og genetikk forteller en historie om to mulige ruter og en episk reise. (k=1000)

Mulig nordlig rute Den første store migrasjonen kan ha ført forfedrene våre gjennom Sahara, inn i Sinai og videre til Levanten …

MULIG KRYSSING AV ATLANTEREN

40k år siden

Pes¸tera cu Oase ROMANIA

~40k

~25k

Lagar Velho PORTUGAL ~82k

Taforalt MAROKKO Skjellperler Oued Djebbana ALGERIE Skjellperler

~40k >35k

MIGRASJONSRUTER

125 –70k

60k år siden

125– 70k

ALTERNATIVE/ OMSTRIDTE RUTER GENSTRØM RUNDT KLODEN

Skhul and Qafzeh ISRAEL Skjellperler

Herto ETIOPIA

Blombos Cave SØR-AFRIKA Oker- «maling» og skjellperler

65k år siden

~35k

ARKEOLOGISK FUNNSTED

~45k

Mulig sørlig rute

Omo Kibish ETIOPIA

Klasies River SØR-AFRIKA

160k 195k 115– 130k

MULIG KOLONISERINGSDATO

Singa SUDAN

104

120– 90k

75– 65k

115– 60k

… eller de kan ha vasset over det smale stredet mellom Afrikas horn og den arabiske halvøy.

50k ~46k

Fa Hien Cave og Batadomba Lena Cave SRI LANKA Bein og kunstprodukter

Under den siste istiden, som varte fra omtrent 80 000 til 11 000 år siden, sank havnivået etter hvert som isflakene vokste, og det ble tørt land flere steder som nå ligger under vann. Det forbandt områder som nå er skilt av hav

16k

BERINGRUTE

år siden

T AN

STILLEHAVSK

~13k

Tianyuan KINA

Wally’s Beach CANADA

Chesapeake Bay USA

~20k 20– 17k

13k

LIG

SI YS KR

~15k

Luna Cave KINA Tenner

Arlington Springs USA Bein

Niah Cave MALAYSIA

Buttermilk Creek USA Kunstprodukter av stein

MULIG KRY SSIN

~1k

Lake Mungo AUSTRALIA

GA VS

TIL

Cactus Hill USA Små knivblad

Quebrada Jaguay PERU

HA VE

~13k*

Monte Verde CHILE Flintverktøy og steinspisser

~15k

15k år siden

105

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT LIV SPRÅK

Hva var de første ordene? Hvis du møtte et annet menneske helt tilfeldig, ville

du neppe kunne kommunisere med vedkommende på annen måte enn med grynt og fakter. Ved siste opptelling ble det snakket nesten sju tusen språk i verden. Det meste vanlige, mandarin, blir snakket av bare 14 prosent, og de som snakker de sjeldneste språkene, kan du telle på én hånd. Mangfoldet er altså stort, men fellesnevneren er at alle kulturer har språk, og lingvister mener at alle språk har visse likhetstrekk. Hjernen vår er innstilt på å lære språk – med et innebygd program som er i stand til å lære morsmålet i den kulturen vi blir født inn i. Opprinnelsen til denne unike evnen var åpenbart en viktig hendelse, men den er ekstremt vanskelig å tidfeste. Ord blir ikke fossiler, og det eldste skriftspråket er bare 6000 år gammelt. Men det betyr ikke at språkets opprinnelse er en lukket bok.

Ta bladet fra munnen Lingvister definerer språk som et hvilket som helst system som gjør det mulig å gi fritt uttrykk for tanker i form av signaler, og signalene kan konverteres tilbake til tanker. Dette skiller menneskespråket fra alle andre dyrs kommunikasjonssystemer. Selv om mange dyr har elementer av språk, er det bare vi som har full pakke: evnen til å bruke signaler og lære nye, evnen til å artikulere signaler som ord, og evnen til å sette sammen ord etter reglene for syntaks og grammatikk for å formidle tanker om alt i himmelen og på jorden. De fleste teoretikere er enige om at de tidligste menneskene ikke tilegnet seg hele pakken på én gang, men gikk gjennom en rekke stadier på veien til moderne språk. I mye av menneskehetens forhistorie hadde forfedrene våre noen, men ikke alle språkets komponenter. Et slikt system kalles et urspråk eller protospråk. En åpenbar mulighet er at protospråk var satt sammen av ord. Den «leksikalske protospråk»-model-

106

len antyder at tidlige mennesker brukte ord, men ikke satte dem sammen til setninger. Det tilsvarer språkutviklingen hos barn, som først sier enkeltord, og så går videre til et stadium med to ord før de begynner å forme mer komplekse setninger. Hvor kom i så fall de første ordene fra? Ord er bare nyttige hvis de har en betydning som deles av flere.

Snakk til dyrene

Mange dyr har kommunikasjonssystemer som nesten, men ikke helt ligner språk. Grønne marekatter har for eksempel ulike varselsignaler for ulike rovdyr, som «ørn» (som får dem til å løpe i dekning) og «leopard» (som får dem til å klatre i full fart opp i nærmeste tre). De finner imidlertid ikke på nye varselsignaler, så systemet deres kan ikke anses for å være et språk. Det finnes også mange arter som produserer komplekse sammenhengende lyder, men det er ikke det samme som å mestre et språk. Snakkende papegøyer forstår ikke hva de sier, eller hva vi sier til dem. Og selv om artikulasjonen til fugler og hvaler kan overgå mennesketale i kompleksitet, formidler den som regel bare et helt enkelt budskap: «Jeg er her borte, jeg synger kjempefint, og nå er jeg på utkikk etter en partner.»

Det oppdager raskt to mennesker som snakker forskjellige språk. En annen hypotese konsentrerer seg om opprinnelsen til innlæring av vokaler – evnen til å produsere komplekse sammenhengende lyder. Mange dyr, også hvaler og sangfugler, kan det, men vokaliseringen deres kommuniserer ikke detaljert informasjon. Den er uttrykk for en virtuositet som skal tiltrekke en partner eller gjøre krav på et territorium. Basert på dette har lingvister foreslått at protospråk ligner hval- og fuglesang, og at målet for utviklingen var seksuelt eller territorialt. Tonene og stavelsene fikk ikke mening før senere. Det kan i så fall forklare musikkens opprinnelse, et annet universelt trekk hos arten vår. En tredje mulighet er at språk begynte som gester. Argumentene for denne teorien er hentet fra apene, som bruker håndbevegelser for å formidle informasjon og kan lære menneskenes tegnspråk ganske godt. Denne modellen forklarer imidlertid ikke hvorfor vi gikk over til tale i stedet. Det kan ha vært på grunn av behovet for å kommunisere i mørket, eller fordi hendene ble opptatt med verktøy. Når skjedde det? Nok en gang er det vanskelig å tidfeste helt nøyaktig, men vi kan gjøre en kvalifisert gjetning. Vi er ganske sikre på at de nærmeste slektningene våre, neandertalene, hadde et fullt utviklet språk. De hadde de samme nerve-forbindelsene til tungen, mellomgulvet og brystet som gjør det mulig å kontrollere pusten og artikulere intrikate lyder. De hadde også samme versjon som oss av et gen som heter FOXP2, som er helt nødvendig for å kunne snakke. Hvis vi antar at denne genvarianten bare dukket opp én gang, må taleevnen ha oppstått før avviket mellom Homo sapiens- og neandertalerslektene for 500 000 år siden. Fossile funn tyder ikke på at eldre forfedre snakket like godt.

Det er mulig at slekten vår hadde taleevner for 600 000 år siden, da Homo heidelbergensis dukket opp i Europa. Fossile levninger viser at de hadde mistet et ballonglignende organ forbundet med strupehodet som gjør det mulig for andre primater å produsere drønnende lyder for å skremme motstandere. Det ville i så fall ha fjernet en stor hindring for å produsere tale.

Som sagt av et ekte menneske Språk kan være enda eldre enn som så. Vi må 1,6 millioner år tilbake i tid for å finne en forfader som mangler menneskelignende nerve-forbindelser, og det kan tyde på at selv helt tidlige mennesker var i stand til å snakke, men protospråkhypotesene forkludrer denne teorien litt. Hvis språk begynte med gester, kan hominidene ha brukt tegnspråk enda tidligere. Hvis det derimot begynte som musikk, kan taleadaptasjonene ha begynt for å produsere noe sånt som hvalsang, med lite spesifikk informasjon. Vi vet at Homo heidelbergensis og neandertalerne lagde komplekse verktøy og jaktet på farlige dyr – aktiviteter som det må ha vært veldig vanskelig å koordinere uten en viss form for språk. Det samme kan antakelig sies om Homo erectus. Deres hjerne var ikke stort mindre enn vår, og det tyder på at de hadde kapasitet til både intelligens og kultur. Steinredskapene deres var langt mer avanserte enn noe man hadde hatt tidligere. På den annen side nådde verktøyet deres en slags stagnasjon – håndøksen, et universalverktøy som ble brukt til det meste, forble uendret i en million år. Det tyder på at språket deres ikke var fullt utviklet, for det ville ha akselerert kulturelle og teknologiske endringer. Vi kan anta at de muligens hadde noe språk, men ikke et språk med alle de lingvistiske mulighetene moderne mennesker har. Det var med andre ord et protospråk.

107

TILFELDIGE OPPDAGELSER OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT OPPFINNELSER THE ORIGIN OF (ALMOST) EVERYTHING

Pling!

Mikrobølgeovner var et tilfeldig biprodukt av radarutviklingen under Andre verdenskrig En radar sender ut stråler av radiobølger eller mikrobølger

Den amerikanske fysikeren Percy Spencer var en av de alliertes ledende radarforskere. I 1945 jobbet han med radarteknologi i forsvarsbedriften Raytheon.

Bølgelengde: 100 m

Elektromagnetisk spektrum

Radiobølger og mikrobølger

En billiarddels meter

Andre bølgelengder

En dag hadde han en sjokolade i lommen. Da han tok den ut, oppdaget han at den hadde smeltet.

Spencer visste at han hadde stått foran en mikrobølgemagnetron, den delen av radaren som genererer strålen.

Han sendte en assistent etter rå maiskorn og la dem ved siden av en magnetron.

Det begynte å poppe

Etterpå kokte han et egg.

Energien i mikrobølgene ﬁkk vannmolekylene i maten til å vibrere raskere – det som skjer når man varmebehandler mat. Vannmolekyler

Raytheon trengte nye produkter å selge i fredstid. Spencer overtalte bedriften til å investere i et prosjekt som gjorde om radarer til kjøkkenmaskiner. Prototypen var diger – nesten to meter høy og veide over et kvart tonn – omtrent som en gorilla

Den var fem ganger kraftigere enn en moderne mikrobølgeovn, og bakte en potet på to minutter – «matlaging med stoppeklokke»

1:59 I 1947 kom Raytheon med en modell som het Radarange. Den kostet 3000 dollar, noe som tilsvarer over 250 000 kroner i dagens økonomi

bru

rde en stor tabb n gjo ed o e ad lgegenerat ø b yth o r a e ore ik R m r e av ar b r ad st a ko

t. lite va rk

kt e

Den ble en ﬂopp

I 1965 prøvde de igjen og produserte en mindre ovn med billigere magnetroner. Mot slutten av 1970-årene ble det solgt ﬂere mikrobølgeovner enn tradisjonelle ovner i USA.

229

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT REGISTER

A akondritter 26-27 Al-Khwarizmi 176 alfabeter 171 algebra 175, 176 alkohol 146-149 alkymi 190, 191 ampere 179, 180 analytisk motor 218 antibiotika 234-237 argon 65 Aristoteles 190 aritmetikk 174-175, 176 Arizonasaurus 91 arkosaurer 91 armhuler 163 ARPANET 238, 239 asteroidebelte 43, 45 asteroider 26, 27 atomvåpen 230-233 Australopithecus afarensis 130 Australopithecus sediba 103

B Babbage, Charles 218 bakterier 78-79 og antibiotika 234-237 Baekeland, Leo 227 bakelitt 227 ballonger 210 bananflue 139 250

begravelser 130-131 bein 102 Berners-Lee, Tim 239 beryllium 23 Big Bang 14-15 binære tall 177 bitcoin 127 Bohr, Niels 195, 197, 231 bor 23 Brahmagupta 174-175, 176 Brak 123 Braun, Karl Ferdinand 206 busemenn 115 byer 122-125 byttehandel 126, 128

C candela 179, 181 Çatalhöyük 123 Cayley, George 210-211 celler 78-81 Cerf, Vint 238-239 corioliseffekten 54-55

D Darwin, Charles 74, 78, 94, 102, 138, 158 Darwin, George 46 datamaskiner 152, 218219 internett 238-241 tastatur 214-217 transistorer 220 de Rozier, Pilâtre 210 delfiner 101 Densmore, James 214 Descartes, René 176 dinosaurer 90-93 DNA 75 domestiserte dyr 101, 138-141 dopapir 152-153, 162-165 drikke 146-149 drømmer 98, 99 Dunbars tall 111, 112 dvergsjimpanser 154, 159 Dvoraks forenklede tastatur 215 dyp søvn 99, 100 dyp tid 183 dyr 53 domestiserte 138-141

dyrefôr 140-141 eiendeler 150 husdyr, se domestiserte i religiøse historier 144 lus 155, 156-157 og alkohol 146 og død 130, 131 og hjul 203 og musikk 158, 159 og språk 106, 107 og vennskap 110 søvn 94-97 øyne 94-97 se også mennesker død 130-133

E Ediacara 79 eiendeler 150-153 Einstein, Albert 31, 34-35, 194, 196, 231 ekstern befruktning 85 elefanter 100 elektrisk strøm 179, 180 elektroner 191 endorfiner 110 endosymbiose 79 energiforbruk 68-69 entropi 15 Eoraptor 91 Erythropsidinium 95 etanol 146 eukaryoter 78-79, 82, 83 evolusjon 102-103

F fermentering 146-149 Fermi, Enrico 230-231 Ferrel-celle 56-57 fiat-penger 127, 129 Fibonacci 175, 176 flaggermus 101 Fleming, Alexander 234235 flercellede dyr 53 Florey, Howard 234, 235 fluor 25 fly 210-213 flyvning 210-213 flyplassikkerhet 224-225 fosfor 25 fossile brennstoff 66-69 fotosyntese 53, 62-63 franske revolusjon, den 178, 186-187 Frege, Gottlob 177 fugler: søvn 101 sang 159 fyrverkeri 244-245

generell relativitetsteori 14-15, 34-35 geometri 176 gjeldsbrev 128 gjær 146 Glidden, Carlos 214 Gliese 667C 44 Gliese 876 44 Goddard, Robert 242 gorillaer: kosthold 135 hår 154 lus 155, 156-157 penisstørrelse 82 griser 139 grunnstoffer 22-23 i menneskekroppen 24-25 og livets opprinnelse 75 periodetabellen 190193 guder 142 gule lapper, se Post-Itlapper gull 127 gullfisk 139 Göbekli Tepe 142, 143

galakser 18-21 mørk materie 30-31 gasskjemper 43-45 Gayetty, Joseph 162, 163 Geiger, Hans 191

Hadley-cellen 56 Hamoukar 122-123 «handelsvarepenger» 126-127, 128 harmoni 160-161

hav 50-51 Hawking, Stephen 14-15 HD 1080 44 Heisenberg, Werner 194195, 197 helium 22, 23 Herrerasaurus 91 hester: penisstørrelse 82 søvn 100 hieroglyfer 171 Hilbert, David 218-219 hjul 202-205 Homo erectus 102-103, 107, 134, 135 Homo ﬂoresiensis 103 Homo heidelbergensis 103, 107, 130-131 Homo sapiens 103, 107, 131, 135 Hubble, Edwin 14 Hubble, romteleskop 18-19 hunder 138-139 søvn 101 hvite dverger 19, 20-21, 36 hydraer 94-95 hydrogen 22, 23, 24-25, 75 hydrotermalteori 74-75 høns 139

I ild 134, 150-151 ildere 139 ingenting 15-17 null 174-177 insekter 86-89 internett 238-241 intertropisk 56

J jern 23, 25, 62-63 jernmeteoritter 27 jetstrømmer 55 jod 25 jorden den kjedelige milliarden 78 jord 58-61 i solsystemet 42-45 kontinenter og hav 50-53 livets opprinnelse 7477 luft 62-65 og ekstrasekunder 183 og månen 46-49 olje 66-69 radiosignaler fra 208209

251

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT REGISTER

urbane og rurale områder 124-125 vær 54-57 Jupiter 43

K kalkyle 177 kalium 25 kalsium 24 karbon 24-25 karbondioksid 62, 63, 65, 75, 76-77 karbonholdig kondritt 26 katter 139 Schrödingers katt 195 kelvin 179, 181 Kepler 80 44 Kjan, Robert 238, 239

kileskrift 170 kilogram 178, 179, 180 kjempestjerner 19, 20-21, 36-37 Kleinrock, Leonard 238 kloakk-kyss 85 klokker 182 klorin 25 kloroplast 79, 81 klær 151, 152-153, 154155

252

kobber 25 kollisjonsteorien 46 kondritter 26 konservative 186-187, 189 kontinenter 50-51, 52 konvergenssone 56 kopulasjon 85 Koroljov, Sergej 243 kremasjon 131 Kuiperbeltet 43 kunnskap kjemi 190-193 kvantemekanikk 194197 mål 178-181 null 174-177 politikk 186-189 skrift 170-173 tidtaking 182-185 kvantemekanikk 15-16, 191, 194-197

litium 22 liv dinosaurer 90-93 insekter 86-89 komplekse celler 78-81 mennesker 102-105 navlelo 114-115 opprinnelsen til 74-77 sex 82-85 språk 106-109 søvn 98-101 vennskap 110-113 ørevoks 115-117 øyne 94-97 Lodge, Oliver 207 luft 62-65 luftballonger 210 lus 155, 156-157 lyn 55 lys: og øyne 94-97 intensitet 179, 181

Lagrange, Joseph-Louis 177 Langley, Samuel 211 langsombølgesøvn 99, 100 Laplace, Pierre-Simon 34 Leibniz, Gottfried 177 lengde 178-179, 181 lesing 170 Lilienthal, Otto 211 lim 226

magnesium 25 Maillard-reaksjonen 134 makroaggregater 60 mangan 25 Manhattan-prosjektet 230, 231 Marconi, Guglielmo 206-207 Mars 27, 42, 43, 44, 63 Marsden, Ernest 191 masse 178, 179, 180

mat 140-141, 152 matlaging 134-137, 227 matematikk 174-177 materie 14-17 mørk materie 30-33 matlaging 134-137 mikrobølger 227, 228229 Meitner, Lise 230 Mendeleev, Dmitri 190193 mengdelære 177 mennesker 102-105 armhuler 163 busemenn 115 grunnstoffer 24-25 levende og døde 132133 navlelo 114-115 språk 106-109 søvn 98-99 vennskap 110-113 ørevoks 115-117 øyne 115 se også kunnskap; oppfinnelser; sivilisasjon Merkur 42, 44 metan 62, 63 metamorfose 87 meteoritter 26-29, 50, 51 meter 178-179, 181 Michell, John 34 mikroaggregater 60 mikrobølger 227, 228-229 minimalt kontraintuitive overnaturlige enheter 144-145

mitokondrier 79, 80, 83 mol (måleenhet) 179, 181 molybdenum 25 Montgolfier, JacquesÉtienne 210 Moores lov 220-221 musikk 158-161

mørk energi 31-33 mørk materie 30-33 mål 178-181 månen 27, 43, 46-49, 52, 211

N natrium 25 navlelo 114-115 nazister: atomvåpen 230-231 rakettforskning 242, 243 neandertaler 103, 107, 134, 135, 158 Neptun 42, 43 nese: busemenn 115 neshorn: penisstørrelse 82 Newton, Isaac 177, 191

nitrogen 25 63, 64-65 null 174-177

O Oberth, Hermann 242243 oksefrosk 100 oksidasjonen, den store 62-63 oksygen 24, 62-63, 65, 86 oksytocin 110 olje 66-67 olivin 75, 76-77 Oort, Jan 30 Oorts sky 43 Oppenheimer, Robert 231 oppfinnelser antibiotika 234-237 atomvåpen 230-233 datamaskiner 218-219 dopapir 162-163 flyvning 210-213 hjulet 202-205 internett 238-241 mikrobølgeovner 227, 228-229 Post-it-lapper 226 QWERTY-tastatur 214217 radio 206-209 raketter 242-245 røntgenstråler 222-225 superlim 226 teflon 226-227

uventede oppdagelser 226-229 orangutanger: kosthold 135 hår 154

P panspermia 74 papir: dopapir 152-153, 162-165 pappadansing 158 passatvinder 56-57 Peirce, Charles Sanders 178 penger 126-129 penicillin 234-235 penis 85 størrelse 82 Penrose, Roger 14-15 periodetabellen 190-193 personlig hygiene 162165 petroleum 66-67 Phytosauria 91, 92 piktogrammer 170-171, 172-173 Pisanosaurus 91 Planck, Max 194, 196 planeter 42-45 se også Jorden plesiosaurer 91, 92 Plunkett, Roy 226-227 politikk 186-189 pollinering 84

Popov, Aleksandr 207 Post-it-lapper 226 primærpartikler 61 progressive 186-187, 188 prokaryoter 78 protospråk, se urspråk pterosaurer 91, 92 PTFE (polytetrafluoretylen) 226-227 pust 62, 64-65

Q QWERTY-tastatur 214217

253

OPPRINNELSEN TIL (NESTEN) ALT REGISTER

R radar 227 radio 206-209 rakettforskning 242-245 regn 55 Rauisuchia 91, 92 redskaper 151 religion 142-145 REM (rapid eye movement)-søvn 98, 99, 100 RNA 75 Rutherford, Ernest 207 rytme 158, 159 rød dronning-hypotese 82 Röntgen, Wilhelm 222-223 røntgenstråler 222-225

S Saturn 43 Saturn V-rakett 244245 Scanisoriopteryx 92-93 Schrödinger, Erwin 195, 197 Schwarzschild, Karl 35

254

Seaborg, Glenn 191 sekunder 179, 180, 182183 sex 82-85 og penicillin 235 Sholes, Christopher Latham 214 silisium 25 Silver, Spencer 226 singularitet 35 sink 25 sivilisasjon alkohol 146-149 begravelser 130-131 byer 122-125 domestiserte dyr 138141 eiendeler 150-153 klær 154-155 matlaging 134-137 musikk 158-161

organisert religion 142-145 penger 126-129 personlig hygiene 162165 sjimpanser 102 eiendeler 150 hår 154 kosthold 134, 135 lus 156-157 og alkohol 146 og død 130, 131 rytme 159 sjokolade 147, 149 sjøløver 100 sko 154-155 skrift 170-173 skrivemaskiner 214-217 skyer 55 slim 115 Smith, Adam 150 «snøballjorden» 63 snørr 115 Solen: dannelse 42 full solformørkelse 47 og vær 54, 57 se også solsystemet solformørkelse 47 solsystemet 42-45 sosiale nettverk 110-113 spagettifisering 34 Spencer, Percy 227, 228229 spredt tilbakestråling (røntgen) 225

språk 106-109, 150, 202203 skrift 170-173 steady state-teorien 14 stein- og jernmeteoritter 27 Steinhauser, Georg 114115 stjerner 18-21, 23 og svarte hull 34-37 og galakser 18-21 stoffmengde 179, 181 Stringfellow, John 210 strontium 25 submikroaggregater 61 sukralose 227 superkjemper 19, 20-21 superlim 226 svarte hull 18, 34-37 svovel 25 svoveldioksid 62 sykloner 55 syllabarer 171 symmetri 15 Szilard, Leo 230, 231 sædkapsler 84 søvn 98-101 slim 115

tall: tolv 184-185 null 174-177 tannkrem 162 TCP/IP 238-239 teflon 226-227 temperatur 179, 181 tenner: pussing 162 og varmebehandlet mat 135 Tesla, Nikola 207 Tethyshavet 67 tid 14-15 tidtaking 179, 180, 182185 tobeinthet 102 tolv 184-185 tordenvær 55 tornadoer 55 transistorer 220 transport domestiserte dyr 140141 fly 210-213 hjul 202-205 transurane grunnstoffer 22 traumatisk inseminasjon 85 tropiske sykloner 55 Tsjeljabinsk 26 Turing, Alan 218-219 Turing-maskinen 210 tyngdekraft 31

universet grunnstoffer 22-25 materie, rom og tid 14-17 meteoritter 26-29 mørk materie og mørk energi 30-33 stjerner og galakser 18-21 svarte hull 34-37 se også solsystemet; verdensrommet Uranus 42 urspråk 106 Uruk 122-123, 202 usikkerhetsprinsippet 194-195, 197

Viagra 227 vin 147, 148, 149 vind 54-55, 56-57 von Braun, Wernher 242–3 vær 54-57

Z zirkoner 50-53 Zwicky, Fritz 30

ørneøgler 91-92

Wheeler, John Archibald 35 wheels 202–5 WIMPer (weakly interacting massive particles) 30 World Wide Web 239, 240-241 Wrangham, Richard 135 Wright, Orville og Wilbur 210, 211

V-2 242 vann hav 50-51 og livets opprinnelse 74-75, 76-77 skyer og regn 55 vaselin 227 Venus 42, 44, 63 vestavind 57

255

DETTE ER EN FONT-BOK Originalens tittel: THE ORIGIN OF (ALMOST) EVERYTHING First published in Great Britain in 2016 by John Murray (Publishers) An Hachette UK company Copyright © New Scientist 2016 Illustrations Jennifer Daniel 2016 Norsk utgave © Font Forlag 2016 Design: Jennifer Daniel og James Alexander, Jade Design Norsk tilpasning: Liselotte Dick Billedredaktør: Kirstin Kidd Papir: Magno Satin (130 g) Trykk og innbinding: Livonia Print, Latvia FONT CLII Første utgave ISBN 978-82-8169-392-0 Første opplag Det må ikke kopieres fra denne bok i strid med åndsverkloven eller avtaler om kopiering inngått med KOPINOR, interesseorganisasjon for rettighetshavere til åndsverk. Kopiering i strid med lov eller avtale kan medføre erstatningskrav og inndragning, og kan straffes med bøter eller fengsel.