Miten aine kasaantui galakseiksi?

Mitä tiedetään?

Nykyään voidaan tarkkailla galakseja, jotka ovat syntyneet alle 500 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Koska ne ovat hyvin kaukana, näemme ne sellaisena kuin ne olivat universumin varhaisvaiheessa.

Vaikka monet yksityiskohdat vielä ovat hämärän peitossa, tähtitieteilijät voivat varhaisista galakseista tekemiensä havaintojen perusteella melko tarkkaan seurata, miten pienet galaksit ovat törmänneet toisiinsa ja vähitellen sulautuneet yhteen niiksi suuriksi galakseiksi, jotka nykyään tunnetaan.

Kvanttifluktuaatio oli tärkeä tekijä

Arvoitukseksi on vielä jäänyt se, miksi universumin täyttänyt kaasu ylipäätään alkoi kasautua galakseiksi. Prosessin ensi askeleiden selittämiseksi on esitetty joitakin teorioita.

Tähtitieteilijät nostavat esiin erityisesti kaksi tekijää. Ensinnäkin alkuräjähdyksen kvanttifluktuaatiot, eräänlaiset heilahtelut, joiden vuoksi kaasu ei ollut täysin homogeenista vaan sen tiheys oli joissakin kohdissa hieman suurempi kuin toisissa. Oletetaan, että tiheämmillä alueilla kaasu alkoi vetäytyä yhä enemmän kasaan ja muodosti sittemmin galakseja.

Pimeän aineen vaikutus

Laskelmien mukaan aineen tiheys ei yksin riittänyt synnyttämään galakseja. Tarvittiin toinen tekijä – pimeä aine. Se ei käyttäydy samoin kuin tavallinen aine. Simulaatiot osoittavat pimeän aineen kasautuvan nopeasti pitkiksi filamenteiksi, jotka täyttävät universumin kuin hämähäkinverkko. Pimeä aine on erityisesti niissä kohdin, missä filamentit ovat ristenneet keskenään, tuottanut sen ylimääräisen painovoiman, joka sai prosessin käynnistymään.

Etenkin Hubble-teleskoopilla tehdyt uudet havainnot osoittavat, että universumin galaksien nykyinen jakautu-minen vastaa suurin piirtein pimeän­ aineen arvioitua jakautumista pitkiksi filamenteiksi. Siten pimeällä aineella lienee ollut osansa galaksien synnyssä.­

Ratkaisua vaikeuttaa se, että pimeän aineen olemusta ei vielä tunneta. Lisäksi galaksien syntyyn ovat saattaneet vaikuttaa muutkin vielä tuntemattomat tekijät, kuten mustat aukot.

Saadaanko vastaus?

Uusilla avaruuteen ja Maahan sijoitettavilla teleskoopeilla nähtäneen parinkymmenen vuoden kuluessa niin kauas menneisyyteen, että voidaan seurata ensimmäisten galaksien syntyä. Kun saadaan vielä lisätietoa pimeästä aineesta, arvoitus saattaa ratketa.