10 naturlove du bør kende

I anledning af 100-året for en af historiens vigtigste videnskabelige teorier – Niels Bohrs atommodel – har Berlingske udvalgt ti af alle tiders mest betydningsfulde naturlove og teorier.

Lyt til artiklen

Vil du lytte videre?

Få et Digital Plus-abonnement og lyt videre med det samme.

Skift abonnement

Med Digital Plus kan du lytte til artikler. Du får adgang med det samme.

De kan være dybt elegante og for forskere tage sig decideret sexede ud. De har i ekstrem grad udvidet menneskers perspektiv og bevidsthed. De rummer svimlende indsigter i naturens og universets maskine og har i mange tilfælde medvirket til at skabe såvel teknologiske som tankemæssige kvantespring for den menneskelige civilisation. I anledning af 100-året for en af historiens vigtigste videnskabelige teorier – Niels Bohrs atommodel – har vi udvalgt ti af alle tiders mest betydningsfulde naturlove og teorier (i kronologisk rækkefølge). Alle udtænkt af skarpsindige hjerner, der forandrede hele vores måde at forstå verden på.

1. Archimedes’ lov
l Her er vi helt tilbage i de første fysiktimer og i en af de først formulerede naturlove overhovedet, og den lyder: Når et legeme nedsænkes i en væske, taber det lige så meget i vægt, som den fortrængte væskemængde vejer. Det siges, at den græske matematiker Archimedes fandt lovmæssigheden, da han satte sig ned i et fyldt badekar. Derefter løb han angiveligt nøgen gennem den sicilianske by Siracusa, mens han begejstret råbte »Eureka! – Jeg har fundet det!«. Loven har bl.a. haft afgørende betydning for design af skibe og ubåde.

2. Keplers planetlove
Den tyske astronom og matematiker Johannes Kepler fuldbragte i begyndelsen af 1600-tallet et omfattende arbejde, der blev indledt af naturforskere som polakken Nicolaus Kopernikus og danskeren Tycho Brahe. På baggrund af et uhyrligt regnearbejde udfærdigede han tre love for planeternes bevægelse, der i detaljer beskriver, hvordan planeterne kredser om Solen. Keplers planetlove gav kommende generationer af videnskabsfolk et solidt fundament at bygge videre på og skabte bl.a. grundlaget for Newtons bevægelses- og tyngdelove og dermed hele den klassiske fysik.



3. Newtons tyngdelov
Den store engelske fysiker Isaac Newtons tyngdelov, eller rettere lov om massetiltrækning, hører til videnskabshistoriens mest berømte. Det hævdes, at han kom på den, da han sad under et træ og fik et æble i hovedet. Loven siger, at to legemer trækkes mod hinanden med en kraft, der er proportional med objekternes masser og omvendt proportional med kvadratet af afstanden imellem dem. Newtons tyngdelov og parallelle bevægelseslove har haft enorm betydning for vores indsigt i Jordens og planeternes mekanik og spiller f.eks. en central rolle, når man skal sende en satellit i kredsløb om Jorden.


4. Termodynamikkens love
Hvis man vil forstå, hvordan en motor, en turbine eller Jordens indre fungerer, er der ingen vej uden om lovene om termodynamik, også kaldet varmelære. Det er bl.a. disse love, der forklarer, hvorfor det aldrig vil blive muligt at skabe en evighedsmaskine. Termodynamikkens love siger nemlig, at energi ikke kan opstå eller forsvinde ud af ingenting. De siger også, at det er umuligt at bevare den samme energitilstand – at koncentreret energi (varme) altid vil bevæge sig mod steder med en lavere energikoncentration (kulde). Endelig siger termodynamikkens tredje lov, at det aldrig vil være muligt at nå det absolutte nulpunkt på minus 273,15 grader celsius.


5. Evolutionsteorien
Den britiske naturforsker Charles Darwins evolutionsteori, som han formulerede i sit banebrydende værk fra 1859, »Arternes oprindelse«, er bærende for al biologisk forskning, men fortsat kontroversiel i visse kredse. Den siger, kort fortalt, at biologiske organismer kommer fra fælles forfædre, og at de har udviklet sig til nye arter på livets træ som følge af naturlig selektion – altså at arter med særligt fordelagtige egenskaber har bedst chance for at overleve. Darwins fantastiske teori kan forklare den ubegribelige artsrigdom på kloden og kæder mennesker sammen med aber og selv fisk i evolutionens lange historie.


6. Bohrs atommodel
For 100 år siden skabte Niels Bohr grundlaget for vores forståelse af atomer og dermed altings byggesten, atommodellen. Det revolutionerende ved hans teori var, at den forenede kvantefysikken med den klassiske fysik og kunne forklare, hvorfor elektronerne – de små elementarpartikler uden om kernen – ikke absorberes af atomets kerne. Selv om Bohrs atommodel ikke var fuldstændig, betegnede den et syvmileskridt og kom bl.a. til at spille en afgørende rolle for udviklingen af moderne elektronik, herunder forløberen til nutidens computerchip, transistoren.


7. Einsteins almene relativitetsteori
Albert Einsteins teori om almen eller generel relativitet fra 1916 var og er revolutionerende for hele vores opfattelse af universet. Teorien forener gravitationen (tyngdekraften) med både tiden og rummet, hvor de to sidstnævnte begreber i realiteten er uadskillelige og udgør rumtiden. Tyngdekraften (f.eks. fra stjerner) bøjer selveste tiden og rummet og dermed rumtiden. Den almene relativitetsteori har haft enorm betydning for vores evne til at beskrive og forstå universets dynamik, herunder lysets rejse gennem tid og rum, og for vores opfattelse af de usynlige, omfangsmæssigt beskedne, men enorme koncentrationer af masse, som vi kalder sorte huller.


8. Ubestemthedsprincippet
Den tyske fysiker Werner Heisenberg fremsatte i 1927 en revolutionerende idé, der viste, at vi aldrig vil være i stand til at foretage nøjagtige beskrivelser af alt i universet. Når vi bevæger os ned i atomernes forunderlige verden, kan vi ikke på samme tid foretage en nøjagtig bestemmelse af en partikels position og impuls. Hvis vi kender impulsen, aner vi ikke, hvor partiklen befinder sig og vice versa. Niels Bohr videreudviklede idéen til det såkaldte komplementaritetsprincip, der forklarer, at en elektron kan optræde som både partikel og bølge. Begge opdagelser har haft central betydning for udviklingen af den store fysiske gren, kvantefysikken.


9. Hubbles lov
Hvis der er nogen, som i moderne tid for alvor har udvidet menneskets fysiske perspektiv, så er det den amerikanske astronom Edwin Hubble. Allerede i 1917 opdagede han, at nogle af tågeklatterne oppe på nattehimlen ikke er stjerner, men galakser, hver især med milliarder af stjerner, og at Mælkevejen dermed kun er en bagatel i universet. Men i 1929 udfærdigede han Hubbles lov – at fjerne galakser bevæger sig bort fra os med en hastighed, der vokser i forhold til afstanden. Med andre ord: Universet er ikke statisk. Det udvider sig konstant. I alle retninger.


10. Big Bang-teorien
Teorien om at universet blev skabt for næsten 14 mia. år siden ud af et enkelt punkt, en singularitet, der udvidede sig med ubegribelig hast, er den måske mest dristige, der nogensinde er undfanget. Idéen om et »uratom« blev født i 1931 af den belgiske katolske præst og astronom Georges Lemaitre og fik med tiden opbakning fra en lang række fysikere. Big Bang-teorien er i vidt omfang bekræftet af eksperimenter og observationer, ikke mindst efter opdagelsen i 1965 af den kosmiske mikrobølgebaggrund (billedet herover), der kan opfattes som eftergløden af Big Bang.

Kilder: Store Danske, HowStuffWorks, Niels Bohr Institutet o.a.