Kosmologiassa vallitsee vähemmistön diktatuuri

Profiilikuva
Kirjoittaja on tiedetoimittaja ja tietokirjailija.
Julkaistu yli kolme vuotta sitten
Galaksit ja galaksijoukot eivät pysyisi kasassa ilman pimeää ainetta ja ilman pimeää energiaa maailmankaikkeus saattaisi lopulta rysähtää kasaan. Kuva: ESO

Maailmankaikkeuden tutkimuksessa on iso ongelma: vuosisataisten ponnistelujen tuloksena tutkijat ovat kadottaneet yli 95 prosenttia universumin massasta ja energiasta.

Vielä sata vuotta sitten maailmankuva oli aika yksinkertainen: Linnunrata oli käytännössä koko kosmos. Sitten selvisi, että kaukoputkissa näkyvät ja valokuvissa erottuvat ”spiraalinebulat” eivät olekaan suhteellisen läheisiä muodostelmia, vaan kaukaisia galakseja, samanlaisia ja paljon suurempiakin kuin oma kotigalaksimme.

Se oli vasta alkua.

Kaukaisia galakseja ja niiden muodostamia joukkoja tutkittaessa kävi ilmi, että jotain puuttuu. Jos tähdet kiertävät galaksiensa ja galaksit joukkojensa keskusosia sillä nopeudella, millä ne näyttävät niitä kiertävän, lopputuloksen pitäisi olla sama kuin karusellissa, joka alkaa pyöriä liian vinhasti: kyytiläiset sinkoilevat ympäri huvipuistoa.

Galaksien tapauksessa tähdet ja joukkojen tapauksessa galaksit eivät pysyisi kiertoradoillaan, vaan karkaisivat kauas avaruuteen. Selitys löytyi pimeästä aineesta, joka gravitaatiollaan pitää galaksit ja galaksijoukot kasassa.

Ongelma vain oli – ja on edelleen – pimeän aineen luonne. Sen koostumusta ei tunneta.

Mutta ei siinä vielä kaikki.

Parikymmentä vuotta sitten maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta lähdettiin määrittämään entistä tarkemmin tekemällä havaintoja kaukaisista supernovista, voimallisesti räjähtävistä tähdistä.

Yhdessä ne muodostavat 95,1 prosenttia maailmankaikkeuden massasta ja energiasta.

Kuten aika usein tieteellisessä tutkimuksessa, tulos oli yllätys. Kymmeniä vuosia oli oletettu, että maailmankaikkeuden massan gravitaatio hidastaa vähitellen laajenemista, mutta oletus oli väärä. Laajeneminen päinvastoin kiihtyy.

Tälläkin kertaa ilmiölle löytyi selitys: pimeä energia. Se on eräänlainen poistovoima, joka kumoaa ja jopa päihittää gravitaation jarrutuksen – galaksit ja galaksijoukot etääntyvät toisistaan ja koko avaruus kasvattaa kokoaan yhä nopeammin.

Jos pimeästä aineesta ei tiedetä juuri mitään, pimeä energia on vielä arvoituksellisempi asia. Se tiedetään, että yhdessä ne muodostavat 95,1 prosenttia maailmankaikkeuden massasta ja energiasta.

Kaukoputkilla näkemiemme galaksien, tähtien ja planeettojen sekä niiden välissä ajelehtivan kaasun ja pölyn osuus on ainoastaan 4,9 prosenttia.

Silti tätä naurettavaa murto-osaa ja minimaalista vähemmistöä sanotaan tavalliseksi aineeksi, vaikka määränsä puolesta se on varsin erikoista ja harvinaista.