Eräänä iltana vuonna 2020 tanskalainen Albert Sneppen istui katolla ja selitti ystävälleen, miltä pyörivä musta aukko näyttäisi taivaalla.
Mustan aukon suunnaton vetovoima tarkoittaa sitä, että valo pyörii pyörimistään sen ympärillä. Astrofyysikot ovat todenneet, että aina kun tarkkailijan ja aukon etäisyys pienenee viidessadasosaan edellisestä, näkyviin tulee valon uusi peilikuva.
Periaatteessa voisit siis nähdä oman peilikuvasi 500 kilometrin päässä pyörivän mustan aukon reunasta, saman peilikuvan 1 kilometrin päässä reunasta, 2 metrin päässä reunasta ja niin edelleen. Tuona iltana Sneppen kuitenkin aprikoi, että suhdeluku ei ehkä sittenkään ole aina 500 vaan se saattaa vaihdella aukon pyörimisnopeuden mukaan.
Tuosta ajatuksesta syntyi yhtälö, joka oli tyylikäs mutta samalla ärsyttävä astrofyysikoille, jotka eivät olleet 40 vuoteen onnistuneet ratkaisemaan pulmaa.
Miksi sinusta tuli tutkija?
Kun olin pieni, luin mustista aukoista Tieteen Kuvalehdestä, jonka vohkin isoveljeni huoneesta. Mustissa aukoissa on se hieno piirre, että mitä enemmän niistä oppii, sitä enemmän ne kiehtovat.
Päätin ryhtyä fyysikoksi, koska fysiikan parissa pääsee pohtimaan maailmankaikkeutta erityisellä tavalla. Fyysikko saa leikkiä maailmankaikkeuden pelisäännöillä.
Voin simuloida kummallisia luonnonlakeja tietokoneella, kuvata ajatuksiani yhtälöinä ruutupaperilla ja katsoa tähtitaivaalle testatakseni, mahtaako maailmankaikkeus käyttäytyä teorioideni mukaisesti.
Astrofysiikassa on vielä valtavan monta asiaa, joita emme ymmärrä, ja nuo arvoitukset suorastaan riivaavat minua. Jopa nyt, kun tutkin mustia aukkoja, hämmästyn kerta toisensa jälkeen niiden upeudesta ja hienopiirteisyydestä.
Miksi mustien aukkojen tutkiminen on tärkeää?
Mustat aukot ovat ehkä maailmankaikkeuden omituisimpia ilmiöitä, mutta niistä tiedetään silti vielä kovin vähän.
Ne ovat universumin ainoita paikkoja, joissa pääsee lähelle jokseenkin abstraktia matemaattista ”äärettömyyden” käsitettä. Mustan aukon reunalla jopa aika jäätyy, ja sen sisällä aika muuttuu avaruudeksi ja avaruus ajaksi.
Pohjimmiltaan mustat aukot ovat tutkimisen arvoisia, koska ne uhmaavat ihmisen ymmärrystä ja jopa fysiikan lakeja. Jos pääsemme paremmin perille mustista aukoista, voimme oppia lisää fysiikan laeista ja tarkentaa ja jopa uudistaa niitä. Kun saamme lisää tietoa mustista aukoista, opimme tuntemaan paremmin myös maailmankaikkeuden perusteita.
Miksi oma havaintosi on merkittävä?
Vuosikymmeniä jatkunut tutkimus on osoittanut, että mustat aukot voivat todellakin heijastaa valoa. Suurin osa aiheeseen liittyvästä tutkimuksesta keskittyy paikallaan pysyviin mustiin aukkoihin, mutta todellisuudessa tiedetään, että kaikki mustat aukot pyörivät akselinsa ympäri.
Aukot pyörivät samaan tapaan kuin maapallokin. Minun osuuteni oli vain osoittaa, että kaikki kosmoksen mustat aukot ovat peilejä. Jokainen musta aukko heijastaa koostaan ja pyörimisnopeudestaan riippumatta jonkin verran valoa.
”Tiedemaailmassa ei omalla iällä ole juuri merkitystä.” Albert Sneppen, astrofysiikan opiskelija
Peilikuvien kautta voimme nähdä vielä kauemmas ajassa ja havainnoida asioita, jotka tapahtuivat miljardeja vuosia sitten.
Miltä tuntui ratkaista 40 vuotta vanha arvoitus?
Se on suuri etuoikeus. Olen kai ollut onnekas tai tarpeeksi sekopäinen, jotta olen tullut tarkastelleeksi mustia aukkoja täysin uudesta näkökulmasta. Joskus siitä on etua, ettei niskassa ole perinteiden painolastia, koska ilman sitä voi katsella aihetta täysin uudesta vinkkelistä.
Tiedemaailmassa omalla iällä ei ole juuri merkitystä, sillä ajatustenhan on aina voitava seistä omilla jaloillaan.
Työni mustien aukkojen ja valon parissa on kuitenkin melko teoreettista. Kestää vielä vuosikymmeniä, ennen kuin pystymme tarkastelemaan niin pieniä yksityiskohtia, mutta kun se onnistuu, saamme paljon uutta tietoa universumin laeista.
Mustat aukot ovat nimittäin fysiikkaa sen äärimmäisimmässä muodossa. Kokeilemalla, sopivatko teoriamme yhä näihin uusiinkin havaintoihin, opimme lisää painovoiman ytimestä, suurimman mittakaavan kvanttifysiikasta ja siitä, mitä käsitteitä aika ja avaruus ylipäänsä ovat.
Onko sinulla hyvää neuvoa niille, jotka haluavat tutkijoiksi?
Leiki uteliaisuudellasi. Laskentataito on toivottavaa, tietokoneiden kielen ymmärtäminen järkevää, kirjojen ja Tieteen Kuvalehden lukeminen suositeltavaa – mutta tutkimustyötä on tehtävä aktiivisesti.
Esitä itsellesi mielikuvituksellisia kysymyksiä ja vastaa niihin perusteellisesti. Suurin osa omistakaan ideoistani ei ole johtanut mihinkään, mutta vastauksia etsiessäni olen oppinut monenlaista.
Joskus harvoin saa sitten löytää jotain tyystin uutta ja havainnoida aivan uudenlaista kauneutta luonnon vanhoissa laeissa.