Entä jos mustia aukkoja oli olemassa ennen tähtiä?
Hei, tällä viikolla tuli vastaan jotain todella jännittävää. Tutkijat ovat saattaneet löytää todisteita mustista aukkoista, jotka syntyivät ennen ensimmäisiä tähtiä. Ennen galakseja. Ennen melkein mitään.
Tiedän, että se kuulostaa tieteiskirjallisuudelta. Mutta kuuntele.
Miamin yliopiston tutkijat ovat analysoineet outoa signaalia, jonka LIGO-kansalliskokonaisuus on havainnut. Muistatko LIGO:n? He seisoivat gravitaatioaaltojen ensimmäisessä havaitsemisessa vuonna 2015. Nyt he ovat havainneet jotain, mikä vaikuttaa mustien aukkojen yhteenliitokselta — mutta tavalla, jota ei pitäisi tapahtua. Toinen kohteista oli nimittäin tavattoman pieni. Pienempi kuin Aurinkomme massasta. Eikä se pitäisi olla mahdollista.
Miksi tällä on väliä
Tavalliset mustat aukot syntyvät, kun massiiviset tähdet kuolevat supernovaräjähdyksissä. Niiden massa voi olla muutamasta Auringon massasta miljardeihin. Mutta musta aukko, joka on Aurinkoa kevyempi? Sitä on vaikea selittää perinteisellä tähtikehityksellä.
Näitä pieniä kohteita kutsutaan alkeelllisiksi mustiksi aukkoiksi. Ne ovat saattaneet syntyä ensimmäisten sekunnin murto-osina Big Bangin jälkeen. Ajattele hetki. Puhumme mustista aukkoista, jotka tulivat olemassaoloonsa, kun universumi oli vasta vastasyntynyt — ennen atomien olemassaoloa, ennen mitään tunnistettavaa.
Teoria ei ole uusi. Se sai alkunsa kylmän sodan aikana neuvostotutkijoiden hypoteesista. Stephen Hawking kehitti ajatusta eteenpäin 1970-luvulla ja ehdotti, että nämä muinaiset mustat aukot voisivat olla kaikkialla — jopa muodostamassa sitä, mitä kutsumme pimeäksi aineeksi.
Pimeän aineen arvoitus
Pimeä aine on... no, emme oikeastaan tiedä, mitä se on. Se on vähän noloa tieteelle, eikö? Mutta tiedämme tämän: se on näkymätöntä, se ei lähetä eikä absorboi valoa, ja se muodostaa noin 85 prosenttia kaikesta universumin aineesta. Ilman sen gravitaatiovetoa galaksit kuten omamme eivät ehkä olisi koskaan syntyneet.
Ongelma? Emme voi havaita pimeää ainetta suoraan. Tiedämme vain, että se on olemassa, koska se vaikuttaa painovoimaan kosmisella tasolla.
Tässä kohtaa alkuperäiset mustat aukot muuttuvat todella kiinnostaviksi. Jos niitä on oikea määrä, ne voisivat olla pimeää ainetta. Ei vain selittää sitä — vaan todella muodostaa sitä.
Ratkaiseva todiste?
Takaisin outoon LIGO-signaaliin. Miamin tutkijaryhmä laski, kuinka paljon alkullisia mustia aukkoja voisi olla olemassa ja kuinka usein havaitsisimme niiden yhteenliitoksia muiden kohteiden kanssa. Tulokset viittaavat siihen, että LIGO:n havaitsema signaali vastaa alkuperäistä mustaa aukkoa — eikä ole ristiriidassa ajatuksen kanssa, että nämä kohteet muodostavat tai vaikuttavat merkittävästi pimeään aineeseen.
"Tutkimuksemme auttaa vahvistamaan, että nämä todella ovat olemassa", tutkija Nico Cappelluti totesi.
Mutta tässä on juttu — tutkijat ovat itse rehellisiä tästä. Yksi havainto ei riitä. Tarvitaan lisää. Lisää signaaleja, lisää dataa, lisää varmistuksia.
"LIGO havaitsi vahvan todisteen siitä, että tällaisia mustia aukkoja on olemassa", Cappelluti selitti. "Mutta tarvitsemme toisen tai jopa useampia sellaisia havaintoja saadaksemme vedenpitävän vahvistuksen niiden olemassaolosta."
Odotus kuuluu asiaan
Rakastan sitä, että tiede toimii näin. Ei kiirehditä johtopäätöksiin, vaikka tulokset olisivat kiehtovia. LIGO jatkaa kosmoksen havainnointia, samoin kuin sen kansainväliset kumppanit. Jokainen havainto vie meitä lähemmäs ymmärrystä siitä, ovatko alkuperäiset mustat aukot todellisia — ja ovatko ne piileskelleet näkyvillä koko ajan, muodostaen sen mysteerisen pimeän aineen, joka pitää universumimme koossa.
Toistaiseksi odotamme. Mutta rehellisesti sanottuna? Se, että käymme tätä keskustelua ylipäätään — että meillä on instrumentteja, jotka ovat riittävän herkkiä havaitsemaan aika-avaruuden aaltoja mustista aukkoista, jotka ovat Aurinkoa pienempiä — tuntuu hämmästyttävältä. Elämme uskomatonta aikaa tähtitieteelle.
Ja jos nämä pienet, muinaiset mustat aukot osoittautuvat todellisiksi? Kaikki, mitä luulimme tietävämme alkuperäisestä universumista, muuttuu paljon kiinnostavammaksi.