Oliko Newton vähän väärässä?

Julkaistu yli kolme vuotta sitten

Jos oli, pimeää ainetta ei ehkä olekaan.

Kosmologiassa eli maailmankaikkeuden synnyn, rakenteen ja kehityksen tutkimuksessa on ongelmana, että monien ilmiöiden selittämiseen tarvitaan pimeää ainetta.

Tai oikeastaan ongelma on se, että pimeän aineen olemus ei millään tunnu selviävän. Sen ominaisuuksia on saatu aika hyvin rajattua, mutta esimerkiksi pimeän aineen hypoteettista hiukkasta ei ole onnistuttu pyydystämään.

Ei edes tiedetä, koostuuko pimeä aine yhdestä vai useammasta hiukkaslajista.

Pimeästä aineesta ei ole lainkaan suoria havaintoja, vaan sen olemassaolo on päätelty tähtien ja galaksien liikkeistä, kaukaisempien kohteiden kuvajaisia vääristävistä gravitaatiolinsseistä ja maailmankaikkeuden alkuhetkiä kuvaavista teorioista.

Osa tutkijoista on pyrkinyt sivuuttamaan ongelmallisen pimeän aineen kokonaan. Yksi mahdollinen selitysmalli on MOND, MOdified Newtonian Dynamics eli ”muokattu newtonilainen dynamiikka”.

Kuten nimitys kertoo, ajatuksena on, että Sir Isaac Newtonin 1600-luvun lopulla kehittämää gravitaatiolakia voi ja pitää vähän tuunata, kun tarkastellaan hyvin suuren mittakaavan ilmiöitä.

MOND ei selitä läheskään kaikkea.

Oletuksena on aina ollut, että gravitaatiolaki on universaali ja pätee samalla tavalla kaikkialla ja kaikkina aikoina. MOND-hypoteesin mukaan galaksien ja galaksijoukkojen skaalassa kiihtyvyydet ovat niin pieniä, että gravitaatio on voimakkaampaa kuin tähtien ja planeettojen mittakaavassa.

Bonnin ja Strabourgin yliopistojen tutkijat olettivat laskelmissaan lisäksi, että kappaleen vetovoima riippuu paitsi sen massasta, myös siitä, onko lähistöllä muita kappaleita.

Tietokonesimulaatio lähti siltä pohjalta rakentamaan galakseja kaasupilvistä, jollaisia oletetaan olleen maailmankaikkeudessa joitakin satojatuhansia vuosia alkuräjähdyksen jälkeen.

Tuloksena oli virtuaalisia tähtijärjestelmiä, jotka muistuttavat huomattavan paljon kaukoputkilla havaittavia galakseja, myös omaa Linnunrataamme kiekkomaisine spiraalirakenteineen. Jopa tähtien jakaumat ja liikkeet vastaavat todellisuutta.

Toisin kuin monissa pimeän aineen pohjalta tehdyissä simulaatioissa, joissa galaksien rakenne poikkeaa osittain havaitusta.

MOND ei kuitenkaan selitä vielä läheskään kaikkea ja toisaalta nyt tehdyissä simulaatioissa on tehty olettamuksia, jotka eivät välttämättä päde maailmankaikkeuden varhaisvaiheissa.

Pimeästä aineesta ei ainakaan vielä päästy.