Viking Orbiter

Onko kaikkeus kaikkialla yhtä vanha?

Einsteinin mukaan aika on suhteellista ja riippuu siitä, missä päin maailmankaikkeutta ollaan. Onko kaikkeus siis eri-ikäinen etäisestä galaksista tarkasteltuna?

Einsteinin mukaan aika on suhteellista ja riippuu siitä, missä päin maailmankaikkeutta ollaan. Onko kaikkeus siis eri-ikäinen etäisestä galaksista tarkasteltuna?

NASA & Shutterstock

Vastaus on sekä myönteinen että kielteinen. Kosmisen taustasäteilyn voimakkuus – joka paljastaa, kuinka pitkä aika on kulunut alkuräjähdyksestä – on sama, katsottiinpa minne tahansa maailmankaikkeudessa.

Voimakkuus vastaa niin sanotun mustan kappaleen säteilyä vain 2,7 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella, ja se kertoo, että maailmankaikkeus on 13,8 miljardia vuotta vanha.

Niinpä universumi on kauttaaltaan yhtä vanha. Asia ei näytä kuitenkaan samalta mistä tahansa kaikkeuden pisteestä tarkasteltuna.

Aikaan vaikuttavat painovoimakentät ja liike, ja siksi kello käy esimerkiksi satelliitissa eri tavalla kuin maapallolla.

Painovoimakenttä jarruttaa aikaa
© Shutterstock & Lotte Fredslund

1. Painovoimakenttä jarruttaa aikaa

Mitä lähempänä ollaan painovoimakentän keskipistettä, sitä hitaammin aika kuluu – ulkopuolelta katsottuna. Maapallolla oleva kello käy siis hitaammin kuin kello, joka sijaitsee kaukana Maasta.

Nopeus laiskistaa kelloa
© Shutterstock & Lotte Fredslund

2. Nopeus laiskistaa kelloa

Aika näyttää kuluvan hitaammin kappaleessa, joka liikkuu suhteesssa havainnoijaan. Maasta katsottuna kello, joka ohittaa maapallon, näyttää käyvän hitaammin kuin täkäläinen kello.

Etäisyys tasapainottaa
© Shutterstock & Lotte Fredslund

3. Etäisyys tasapainottaa

Satelliitit kiertävät kaukana Maasta ja liikkuvat suhteessa maapalloon. Painovoimakentän ja nopeuden vaikutukset aikaan kumoavat toisensa 3 174 kilometrin korkeudessa.

Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan kappaleessa, johon kohdistuu erilainen painovoimavaikutus kuin meihin, aika kuluu eri tavalla. Ilmiö tulee esiin esimerkiksi satelliittien kelloissa.

Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian mukaan aika kuluu hitaammin – meidän näkökulmastamme tarkasteltuna – kappaleessa, joka liikkuu meihin nähden.

Katsottuna galaksista, joka liikkuu melkein valon nopeudella suhteessa kosmiseen taustaan, kaikkeus näyttää siksi huomattavasti nuoremmalta kuin katsottuna muista kaikkeuden osista.

Nasan Viking-ohjelmassa Marsia tutkittiin luotaimilla. Mittaukset todistivat Einsteinin oletuksen ajan suhteellisuudesta oikeaksi.

Galaksi on voinut esimerkiksi syntyä, kun maailmankaikkeus oli ollut olemassa miljardi vuotta, ja sen jälkeen – muiden galaksien kanssa painovoiman kautta tapahtuneen energianvaihdon vuoksi – kiihdyttää vauhtinsa 99 prosenttiin valon nopeudesta.

Maapallolla olisi tällä välin kulunut 12,8 miljardia vuotta, mutta vauhtiaan kiihdyttäneessä galaksissa aikaa olisi kulunut vain 1,8 miljardia vuotta.

Kun galaksin ja sen asukkaiden nopeus hidastuu suhteessa kosmiseen taustasäteilyyn, he kokevat meidän tavoin olevansa maailmankaikkeudessa, joka on 13,8 miljardia vuotta vanha.