Selvä, olen miettinyt tätä koko viikon enkä todellakaan pysty päättämään, onko se kiehtovaa vai kammottavaa. Ehkä molempia.
Tässä on juttu: kun katsoo yötaivaalle, ei näe koko universumia. Näkee havaittavan universumin – sen osan, josta valo on ehtinyt lähteä universumin syntymästä noin 13,8 miljardia vuotta sitten ja ehtiä silmiimme. Tämä näkyvyyden pallo ulottuu noin 46 miljardin valovuoden päähän jokaiseen suuntaan, mikä kuulostaa paljon (ja sitä se todellakin on), mutta se saattaa olla vain... naapurusto jossain paljon, paljon suuremmassa.
Nyt tulee outo osa.
Horisontin ongelma (se ei ole vain ilmastonmuutos)
Olen aina kuvitellut, että jos rakentaisimme paremmat teleskoopit, voisimme lopulta nähdä yhä kauemmas ja vähitellen paljastaa koko universumin. Mutta niin se ei aivan toimi. Havaittava universumi ei ole vain nykyteknologian rajoitus – se on perustavanlaatuinen rajoitus sille, mikä informaatio voi koskaan tavoittaa meidät. Koskaan. Oli me kuinka kärsivällisiä tahansa tai kuinka edistyneitä instrumenttimme ovat.
Tuon kosmisen horisontin ulkopuolella? Universumi jatkuu, mutta sen valo ei koskaan, ei koskaan tavoita meitä. Olemme ikuisesti loukussa pienessä informaatiokuplassamme.
Mikä herää ilmeisen kysymyksen: onko jossain ulkona reunaa? Vai jatkuuko se vain... loputtomiin?
Maapuu pelastukseksi (osittain)
Kosmisen mittakaavan ajattelu on kaunista siinä mielessä, että oma planeettamme antaa meille keinon hahmottaa sitä.
Ajatelkaa seisovanne Maassa. Jos kävelette mihin tahansa suuntaan, ette koskaan törmää seinään. Maa ei vain lopu. Silti Maa on ehdottomasti äärellinen – ette voi kävellä loputtomiin ilman, että lopulta palaatte lähtöpaikkaanne. Temppu on siinä, että Maan pinta kaareutuu takaisin itseensä. Sillä ei ole reunaa, mutta sillä on rajattu pinta-ala.
Voisiko universumi toimia samalla tavalla? Voisiko avaruus olla äärellinen mutta rajaton, kaareutuva takaisin itseensä kuin Maan pinnan 3D-versio?
Tiedemiehet ovat itse asiassa testanneet tätä. Ja rehellisesti sanottuna heidän käyttämänsä menetelmät ovat loistavia.
Kolmiot eivät valehtele (yleensä)
Tässä on teille temppu: tasaiselle paperille piirretyn kolmion kulmat summautuvat tasan 180 asteeseen. Aina. Se on vain geometriaa.
Mutta kaarevalla pinnalla asiat muuttuvat. Piirtäkää kolmio appelsiinille, ja kulmat summautuvat yli 180 asteen. Pinta pakottaa suorat viivatsi kaareutumaan.
Tähtitieteilijät ovat tehneet käytännössä tämän itsensä universumilla. He ovat mitanneet valtavia kosmisia kolmioita, jotka kattavat miljardeja valovuosia, ja vastaus? Kulmat summautuvat melkein tasan 180 asteeseen. Avaruus näyttää tasaiselta.
Mutta – ja tämä on suuri mutta – entä jos yritätte mitata Maan kaarevuutta seisomassa olohuoneessanne? Pienet lattianpalanne näyttävät myös täysin tasaiselta. Tarvitsisit mitata paljon suurempia etäisyyksiä havaitaksesi todellisen kaarevuuden.
Siinä on universumi tiivistettynä. Havaittu alueemme näyttää tasaiselta, mutta koko universumi voi olla kaareva tavoilla, joita emme yksinkertaisesti voi havaita mittausikkunastamme käsin.
Kosminen taustasäteily: muinainen valo kertoo kaiken
Vahvin todiste tulee kosmisesta taustasä