Mustia aukkoja ei ehkä olekaan
LIGO-observatorioiden syksyllä 2015 havaitsemat ensimmäiset gravitaatioaallot syntyivät kahden mustan aukon törmätessä 1,3 miljardin valovuoden etäisyydellä. Kosminen kolari sai aika-avaruuden väreilemään ja äärimmäisen heikko aaltoilu onnistuttiin havaitsemaan superherkillä mittalaitteilla.
Vai oliko kyseessä sittenkään mustien aukkojen törmäys? Mustia aukkoja ei välttämättä ole edes olemassa, ainakin jos belgialaisen KU Leuven -yliopiston tutkijoita on uskominen.
Mustien aukkojen ongelmana on ollut alusta lähtien niiden tapahtumahorisontti. Sillä etäisyydellä gravitaatio kasvaa niin voimakkaaksi, että huikeasta nopeudestaan huolimatta edes valo ei pääse karkuun mustan aukon tiukkaa otetta.
Tapahtumahorisontin takaa ei siis ole mahdollista saada minkäänlaista tietoa. Rajan ylittänyt kappale on kadonnut tästä maailmankaikkeudesta jättämättä itsestään jälkeäkään.
Se taas ei ole kvanttifysiikan periaatteiden mukaista: informaatio ei voi koskaan kadota lopullisesti vaan se säilyy muodossa tai toisessa.
Mustassa aukossa niin ei kuitenkaan tapahdu – ellei edesmenneen Stephen Hawkingin ratkaisu tälle informaatioparadoksille osoittaudu oikeaksi. Tutkijoilla on asiasta monenlaisia mielipiteitä.
Yksi mahdollinen ratkaisu olisi se, että mustia aukkoja ei ole ollenkaan olemassa. Silloin maailmankaikkeudessa ei olisi myöskään tapahtumahorisontteja, joiden taakse informaatiota päätyisi pysyvästi piiloon.
Gravitaatioaaltoja on kuitenkin havaittu, joten yhdestä ristiriidasta ajaudutaan toiseen. Paitsi jos mustien aukkojen sijasta maailmankaikkeutta kansoittaisivat kosmiset madonreiät.
Pablo Buenon ja Pablo A. Canon mukaan nämä Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian kummajaiset voisivat törmäillessään saada aikaan samanlaisia gravitaatioaaltoja kuin mustat aukot – joita ei siis olisikaan olemassa.
Kosmiset madonreiät ovat aika-avaruuden ”tunneleita”, jotka voivat muodostaa oikotien yhdestä maailmankaikkeuden pisteestä toiseen. Niiden suuaukot muistuttavat mustia aukkoja, mutta niitä ei ympäröi tapahtumahorisontti: informaatio ei katoa!
Jonkin sortin ongelma on tietysti se, että mustia aukkoja on aika varmasti havaittu, kosmisia madonreikiä ei edes ehkä. Mutta jos gravitaatioaaltojen havaitsemiseen käytettyjen mittalaitteiden herkkyys kasvaa – ja miksi ei kasvaisi – jatkossa voi olla mahdollista erottaa, ovatko aallot peräisin mustien aukkojen vai madonreikien törmäyksistä.
Kun törmäys tapahtuu, gravitaatioaaltojen aiheuttama signaali tulee ja menee: se hiipuu nopeasti. Jos kolaroivat osapuolet ovat mustia aukkoja, signaali katoaa kokonaan, koska tapahtumahorisontin takaa ei voi tulla mitään.
Jos sen sijaan törmääjät ovat kosmisia madonreikiä, hiipuvassa signaalissa pitäisi ”kuulua” kaiku samaan tapaan kuin huudettaessa kaivoon (jos nyt jollekin moinen tempaus tulee mieleen).
Kosminen kaiku kertoisi, onko maailmankaikkeudessa mustia aukkoja vai ei. Olemme kuulolla.