Avaruuden laajenemisen mysteeri syvenee — mutta ei siksi, että laajeneminen olisi hidastumassa

Hei tähtiharrastajat! On taas aika sukeltaa syvälle kosmoksen salaisuuksiin.

Muistatteko viime vuotta? Silloin joukko tutkijoita heitti pölyä silmiimme väittämällä, että universumi saattoi hidastaa vauhtiaan. No, nyt tiedämme — kyse oli todennäköisesti virheestä laskelmissa.

Astrofysiikot ovat julkaisseet uusia tuloksia. Ne vahvistavat sen, mitä useimmat meistä jo arvailivat: universumi jatkaa laajenemistaan kiihtyvää vauhtia. Ei tämä ole voitonjuhlintaa. Pikemminkin huokaisu helpotuksesta — "Okay, hyvä. Nyt päästään takaisin oikean kysymyksen äärelle."

Ja se oikea kysymys on: miksi näin tapahtuu?

Mitä väliä kosmisella laajenemisella on?

Kerrataan perusteet. Kuvittele, että heität pallon ilmaan. Se nousee, hidastuu ja putoaa takaisin. Järkevää, eikö? Useimmat tutkijat odottivat universumin toimivan samalla logiikalla. Alkuräjähdys työnsi kaiken liikkeelle, ja ajan myötä tuo vauhti saisi hidastua.

Paitsi että näin ei käynyt.

Universumi laajenee. Jatkuvasti nopeammin. Yhä vaan nopeammin.

Miten tutkijat mittaavat tätä? He käyttävät apuna Tyypin Ia supernova- eli tähtiräjähdyksiä. Nämä ovat tietynlaisten tähtien räjähdyksiä, joiden kirkkaus on ennustettavissa. Ajattele niitä kosmisina majakoina. Kun tutkijat katsovat näiden räjähdysten kirkkautta Maasta käsin, he voivat laskea etäisyyksiä ja saada selville, miten universumi on venynyt vuosimiljardien aikana.

Missä vanha tutkimus meni pieleen?

Tässä kohtaa mennään tekniseksi — mutta lupaillaan pitää selkokielisenä.

Eteläkorealainen tutkimusryhmä teki pari methodologista mokaa. Ensinnäkin he sekoittivat galaksien iän tähtien ikään. Galaksit ovat vanhoja. Tähdet syntyvät niiden sisällä eri aikaan. Se on kuin väittäisi, että kaikki kaupungin rakennukset on rakennettu samana vuonna, koska kaupunki itsessään on vanha.

Toinen ongelma: tutkijat eivät ottaneet huomioon isäntägalaksien massaa kunnolla. Tämä on tärkeää, koska massiivisemmat galaksit vaikuttavat tähtien kehitykseen. Moderni kosmologia huomioi tämän jokapäiväisenä käytäntönä.

Tiimi tähtien tavoin

Tämä uusi analyysi ei ollut mikä tahansa tutkimusryhmä. Mukana oli kaksi Nobel-palkittua — professori Adam Riess ja professori Brian Schmidt. He saivat Nobelin fysiikassa vuonna 2011 juuri kosmisen kiihtyvyyden löytämisestä.

Kun tällaiset tutkijat sanovat "alkuperäinen työmme piti paikkansa", kannattaa kuunnella.

Professori Riess tiivisti asian osuvasti: "Epätavalliset väitteet vaativat erityisen huolellista testaamista." Tieteilijöiden tapa sanoa, ettei kannata hylätä vuosikymmenten työtä yhden ongelmallisen analyysin perusteella.

Todellinen mysteeri pysyy

Mutta tässä on juttu: vaikka mittaustemme oikeellisuus vahvistui, emme ymmärrä silti, mitä oikeasti tapahtuu.

Suomeksi sanottuna: jokin voima kiihdyttää universumin laajenemista. Kutsumme sitä pimeäksi energiaksi. Se on yksi nykyfysiikan suurimmista arvoituksista.

Tiedämme, että se on olemassa — näemme vaikutukset. Mutta emme tiedä, mitä se oikeasti on.

Jotkut vertaavat sitä painovoiman vastavoimaksi. Kuulostaa näyttävältä, mutta ei oikeastaan selitä mitään. On kuin sanottaisiin: "jotain saa universumin laajenemaan nopeammin, emmekä tiedä miksi."

Tohtori Phil Wiseman Southamptonin yliopistosta tiivisti sen täydellisesti: "Kun olemme todistaneet mittaustemme olevan oikeita, voimme keskittyä yrittämään ymmärtää, mitä pimeä energia oikeasti on — sen sijaan, että epäilisimme sen olemassaoloa."

Miksi tällä on väliä?

Saattaa kiinnostaa, miksi tällä on mitään merkitystä — kaikki kun tapahtuu miljardien valovuosien päässä.

Yksinkertainen vastaus: universumin perusluonteen ymmärtäminen auttaa meitä ymmärtämään omaa paikkaamme siinä.

Ja se pimeä energia — se muodostaa noin 68 prosenttia universumista. Siis aika paljon jotain, mitä emme ymmärrä.

Mutta tämä koko episodi osoittaa myös jotain tärkeää: tiede toimii juuri niin kuin pitääkin. Joku esitti idean. Muut tutkijat testasivat sen. Löysivät ongelmia. Nyt meillä on parempi ymmärrys.

Professori Mark Sullivan samasta yliopistosta tiivisti: vakiintuneiden ideoiden ja havaintojen kyseenalaistaminen on välttämätöntä. Näin me edistymme — ei hyväksymällä kaikkea sokeasti, vaan tarkistamalla työtämme jatkuvasti.

Joten missä mennään?

Laajeneminen jatkuu. Sekavuus jatkuu. Katse yötaivaalle herättää yhä uusia kysymyksiä.

Mutta rehellisesti? Tämä epävarmuus on osa sitä, miksi kosmologia on niin jännittävää. Olemme vahvistaneet mittauksemme. Tiedämme universumin tekevän jotain outoa. Nyt voimme keskittää energiamme selvittämään, mitä tuo outous oikeasti on.

Universumi kasvaa koko ajan. Kysymyksemme moninkertaistuvat.

Ja minun mielestäni se on aika hienoa.

Nyt, jos suotte minut anteeksi — minun täytyy mennä tuijottamaan taivasta ja pohtimaan olemassaoloa hetken aikaa. Niin kuin normaalit ihmiset tekevät.