Blogit

Tiedetoimittaja Markus Hotakainen hämmästelee maailmankaikkeutta.

Ikuiset ennätykset?

Blogit Taivaan tähden 8.8.2015 11:08
Markus Hotakainen
Kirjoittaja on tiedetoimittaja ja tietokirjailija.
galaxy_EGSY8p7

Maailmankaikkeuden etäisyysennätyksen uusi haltija EGSY8p7. Kuva: I. Labbé (Leiden University)/NASA/ESA/JPL-Caltech

Meksikon olympialaisissa vuonna 1968 Bob Beamon leiskautti heti ensimmäisellä yrityksellään uudeksi pituushypyn maailmanennätykseksi 890 senttimetriä. Kultamitaliloikka paransi entistä ennätystä 55 sentillä ja seuraavan kerran lukema petraantui vasta 23 vuotta myöhemmin.

Ennätys oli melkein ikuinen – kunnes se rikottiin.

Tähtitieteessäkin tehtaillaan ennätyksiä, ei niiden itsensä vuoksi eikä todellakaan suurten bonuspalkkioiden toivossa (itseltäni kysyttiin joskus opiskeluaikoina voiko tähtiä tutkia työkseen…). Havaintovälineiden ja -menetelmien kehittyessä päästään kuitenkin yhä kauemmas niin avaruudessa kuin ajassakin.

Uusi etäisyysennätys tehtiin kymmenmetrisellä Keck-teleskoopilla, joka tähyää taivaalle Havaijilla Mauna Kean tulivuoren huipulla – korkean paikan suoritus siis, kuten Beamoninkin.

Kaukaisin tunnettu galaksi on nyt EGSY8p7. Kaukoputken keräämä valo on lähtenyt tähtijärjestelmästä matkaan, kun maailmankaikkeudella oli ikää ainoastaan 600 miljoonaa vuotta.

Epätavallisen kuumien tähtien säteilemät fotonit ovat siis taivaltaneet yli 13 miljardin vuoden ajan ennen kuin osuivat teleskoopin ilmaisimiin ja kertoivat kaukaisen galaksin olemassaolosta. Oleellista ei ole kuitenkaan se, kuinka pitkään säteily on matkannut, vaan se, kuinka nuoressa maailmankaikkeudessa se taipaleensa aloitti.

Vaikka ennätykset tuppaavat rikkoutumaan ennemmin tai myöhemmin – Beamonin ihmetuloskaan ei ollut ennätyksenä ikuinen – tähtitieteessä raja tulee kuitenkin lopulta vastaan. Ihminen ei voi tietenkään hypätä kuinka pitkälle tahansa, mutta maailmankaikkeudessakaan ei ole tiettyä aika- ja avaruusrajaa kauempana mitään, minkä etäisyyden voisi määrittää.

Universumi ei nimittäin ole ääretön.

Heinrich Olbers (1758-1840) alkoi pohtia, miksi yötaivas on pimeä. Jos maailmankaikkeus kerran on ääretön ja ikuinen, meidän pitäisi nähdä joka suunnassa tähtiä. Äärettömän ajan kuluessa jopa äärettömän kaukana olevien tähtien valo olisi ehtinyt Maahan saakka, joten taivaan pitäisi olla kauttaaltaan yhtä kirkas kuin Auringon pinta. Eipä ole.

Tämän Olbersin paradoksina tunnetun ongelman ratkaisu on se, että maailmankaikkeus ei ole ääretön eikä ikuinen. Äärettömän kaukana ei ole tähtiä eikä näiden olemattomien tähtien valolla ole ollut ääretöntä aikaa matkata havaintolaitteisiimme.

Etäisyysennätyksen ehdoton takaraja on siis noin 13,8 miljardissa valovuodessa, jolloin maailmankaikkeus syntyi. Silloin ei ollut vielä tähtiä eikä galakseja, vain läpitunkemattoman tiheää hiukkaspuuroa. Vasta 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen protonit ja elektronit alkoivat muodostaa vetyä ja heliumia.

Samalla maailmankaikkeus muuttui läpinäkyväksi ja säteily pääsi irti kahleistaan. Nyttemmin himmeäksi hehkuksi hiipunut loiste tunnetaan kosmisena taustasäteilynä, joka täyttää koko universumin. Se on vanhin asia, minkä pystymme havaitsemaan, mutta voiko sellaista sanoa kaukaisimmaksi, jota on kaikkialla? Eipä oikein.

Taustasäteilyn syntyhetkistä on pitkä matka tähtiin ja galakseihin. Niiden muotoutuminen on vielä hämärän peitossa, mutta tällä hetkellä – kiitos uuden ennätyksen – tiedetään, että tähtiä ja galakseja oli jo ainakin 600 miljoonan vuoden ikäisessä maailmankaikkeudessa.

Epäilemättä tämäkin ennätys rikkoutuu, todennäköisesti aika pian. Jossain tulee kuitenkin kosminen seinä vastaan: näemme ensimmäiset tähdet ja ensimmäiset galaksit. Ennätys ei siitä enää parane.