Blogit

Tiedetoimittaja Markus Hotakainen hämmästelee maailmankaikkeutta.

”Mustia aukkoja ei ole olemassa”

Blogit Taivaan tähden 24.6.2016 09:09
Markus Hotakainen
Kirjoittaja on tiedetoimittaja ja tietokirjailija.
gravitational-waves-black-holes-ligo-nsf

Kun kaksi mustaa aukkoa törmää, aika-avaruus järkkyy. Kuva: LIGO

Näin sanottiin Rai Weissille, kun hän muutama vuosikymmen sitten yritti saada kollegoitaan innostumaan gravitaatioaaltojen havaintoprojektista.

Jo aiemmin oli laskettu, että gravitaatioaallot – jos niitä on ja jotta niitä kyettäisiin havaitsemaan – vaatisivat syntyäkseen hyvin energisiä ilmiöitä. Sellaisia voisi esiintyä vain mustien aukkojen yhteydessä, esimerkiksi kahden mustan aukon törmätessä.

Ongelma oli, että mustien aukkojen olemassaolo ei ollut noihin aikoihin lainkaan varma fakta vaan pikemminkin uskon asia. Eikä likikään kaikkien usko ollut riittävän vahva.

Mustia aukkoja tai ”pimeitä tähtiä” oli pohdittu jo 1700-luvun lopulla. John Michell mietti tuolloin Newtonin gravitaatioteorian pohjalta, mitä tapahtuisi, jos taivaankappale olisi riittävän iso.

Silloin gravitaatio olisi niin suunnaton, että edes valo ei pääsisi pakoon.

Teoreettisen pohjan mustille aukoille muotoili Albert Einstein. Suhteellisuusteorian mukaan aika-avaruus kaareutuu riittävän massiivisen ja riittävän tiheän kappaleen ympärillä niin tiukasti, että jopa valo, jonka nopeus on maailmankaikkeuden suurin mahdollinen, jää nalkkiin.

Mustia aukkoja on kuitenkin ollut hyvin vaikea havaita, koska ne ovat nimensä mukaisesti mustia. Weissin ehdotuksen aikaan tunnettiin jo ilmiöitä, jotka voisivat selittyä mustilla aukoilla, mutta ne eivät olleet ainoa selitysvaihtoehto.

Niinpä mustiin aukkoihin suhtauduttiin epäillen. Jopa Stephen Hawking löi vetoa, että vankin musta aukko -ehdokas, röntgenalueella voimakkaasti säteilevä Cygnus X-1, ei ole musta aukko.

Viime vuoden syyskuussa Hanfordissa ja Livingstonissa kilahti. Pitkään suunnitellut ja rakennetut peilien, laserien ja tyhjiöputkien muodostamat LIGO-laitteistot (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) havaitsivat ensimmäisen kerran Maan ohi kiitäneen gravitaatioaallon. Ja joulukuussa sama toistui.

Jossain oli tapahtunut jotain mullistavaa. Vieläpä kahdesti.

Ensimmäinen aalto syntyi, kun kaksi mustaa aukkoa kolaroi 1,4 miljardin valovuoden päässä, ja jälkimmäinen, kun sattumoisin yhtä etäällä oleva kaksikko koki saman kohtalon.

Kahden observatorion avulla pystytään aaltojen tulosuunta määrittämään kehnosti, mutta sen verran osataan sanoa, että vaikka aallot tulivat yhtä kaukaa, ne eivät tulleet samasta suunnasta.

Törmäykset saattoivat matkaan aika-avaruuden väreitä, jotka yli miljardi vuotta matkattuaan ohittivat maapallon ja saivat huippuherkät laitteistot ”soimaan”. Täsmälleen ennustetulla tavalla.

Varmaan vankimmatkin spektikot alkavat uskoa, että mustia aukkoja on sittenkin olemassa.