Universumin mittatikku on päivitetty – ja se saattaa muuttaa kaiken

Kuvittele, että yrität kartoittaa valtavaa, pimeää metsää. Et näe puiden välistä valoa, joten joudut etsimään maamerkkejä tietääksesi, kuinka pitkälle olet kulkenut. Avaruudessa tähtitieteilijät käyttävät vastaavia maamerkkejä. Niitä kutsutaan tyypin Ia supernoviksi.

Nämä ovat valkoisten kääpiötähtien massiivisia räjähdyksiä. Ne loistavat aina suunnilleen samalla kirkkaudella. Koska tiedämme, kuinka kirkkaita niiden pitäisi olla, voimme laskea niiden etäisyyden tarkasti. Ne ovat maailmankaikkeuden ”standardikynttilöitä”.

Nyt australialainen tutkimusryhmä (University of Queenslandin johdolla) on ottanut nämä kynttilät todelliseen testiin. He analysoivat lähes 3 000 supernovaa ja loi niistä valtavan, huipputarkan tietokannan. Kyse ei ollut vain uusista kuvista: tutkijat kaivoivat vuosikymmenten takaa vanhaa dataa ja kalibroivat sen uudelleen nykyaikaisella matematiikalla.

Ongelma: Pimeä energia käyttäytyy oudosti

Pitkään tähtitieteilijät ovat olettaneet, että pimeä energia – tuo mystinen voima, joka työntää maailmankaikkeutta laajenemaan – on vakio. Se on kuin tasainen, muuttumaton tuuli, joka puhaltaa koko universumia ulospäin.

Mutta tässä tulee se jännitysmomentti: uusi, massiivinen datasetti viittaa siihen, että pimeä energia saattaa muuttua ajan myötä.

Se ei olekaan tasainen tuuli, vaan kenties tuulenpuuska, joka voimistuu tai heikkenee maailmankaikkeuden ikääntyessä. Jos pimeä energia ei olekaan vakio, koko mallimme maailmankaikkeuden alusta ja lopusta voi olla väärässä. Ja rehellisesti sanottuna? Fysiikassa tällainen ”väärin” on juuri se asia, joka saa tutkijat hihkumaan riemusta.

Kyse ei ole vain yhdestä tutkimuksesta

Yleensä, kun yksi tutkimus haastaa vakiintuneen teorian, tähtitieteilijät suhtautuvat siihen varovaisesti. He odottavat toisen mielipiteen.

Universumi onkin juuri antanut vastauksen. Toinen valtava projekti, DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), löysi samankaltaisia merkkejä siitä, että pimeä energia on muuttumassa. Vaikka niiden tulokset poikkeavat hieman toisistaan, se, että kaksi täysin riippumatonta menetelmää näkee saman ”glitchin” todellisuudessa, on valtava juttu. Kyse ei ole mittausvirheestä, vaan jostain perimmäisestä totuudesta.

Miksi tällä on väliä?

Ehkä mietit: "Okei, mutta vaikuttaako tällä minun elämääni?" Todennäköisesti ei tänään. Mutta pimeän energian arvoitus on fysiikan ”Pyhä Graal”.

Miksi? Jos saamme selvitettyä, mitä pimeä energia on ja miksi se muuttuu, voimme vihdoin yhdistää kaksi fysiikan maailmaa: painovoiman (joka selittää planeettojen ja tähtien liikkeet) ja kvanttifysiikan (joka selittää pienten hiukkasten käyttäytymisen). Tällä hetkellä nämä kaksi sääntökokoelmaa eivät sovi yhteen. Pimeän energian ratkaiseminen voi olla avain ”kaiken teoriaan”.

Etsintä on vasta alussa. Kun uusia tutkimusohjelmia, kuten DEBASS, käynnistyy, dataa tulee lisää. Elämme tähtitieteen kulta-aikaa, jossa pelisäännöt kirjoitetaan uudelleen silmiemme edessä.