UNIVERSUMIT
Meidän maailmankaikkeutemme on ehkä vain yksi miljardeista universumeista.
© Detlev van Ravenswaay/Science Photo Library
Maailmankaikkeus

Universumimme on vain yksi monista

Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat suhtautuneet penseästi teorioihin, joiden mukaan universumimme ei olisikaan ainutkertainen. Nyt avaruudesta on kuitenkin löydetty ensimmäiset mahdolliset todisteet siitä, että meitä ympäröivät vieraat maailmat niin kutsutussa multiversumissa. Se saattaa mullistaa tähtitieteen käsityksen kaikkeudesta.

Heti alkuräjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus oli elektronin kokoinen. Sitten se kasvoi noin jalkapallon kokoiseksi.

Laajeneminen tapahtui äärimmäisen nopeasti: maailmankaikkeus levittäytyi valoa nopeammin, ja kasvupyrähdyksen kesto oli murto-osa sekunnin triljoonasosasta. Sen jälkeen laajeneminen jatkui rauhallisempaa tahtia.

Maailmankaikkeuden nopean laajenemisen vaihetta kutsutaan kosmiseksi inflaatioksi. Se on myös yhden kosmologisen teorian perusta. Inflaatioteoria sisältää kuitenkin myös tekijöitä, jotka voivat panna opitun käsityksen maailmankaikkeuden rakenteesta sekaisin.

Inflaatioteorian mukaan nimittäin äärimmäisen nopea laajeneminen ei välttämättä tapahtunut pienessä pallossa, josta sitten kasvoi nykyinen maailmankaikkeus, vaan se tapahtui paljon suuremmassa tilassa, ja siinä syntyi joukoittain maa­ilmankaikkeuksia.

Teorian mukaan on mahdollista, että meidän maailmankaikkeutemme ulkopuolella on miljardeja muita maailmankaikkeuksia. Tällaista universumien joukkoa kutsutaan multiversumiksi.

Tähtitieteilijät ovat väitelleet vuosikymmeniä siitä, voiko multiversumi olla totta. Nyt osa tutkijoista uskoo, että ensimmäinen todiste monien maailmankaikkeuksien olemassaolosta on löytynyt. Avaruudessa on nimittäin outo kylmä alue, joka heidän mukaansa on jälki kolarista toisen maailmankaikkeuden kanssa.

Pullistus selittää universumin

Inflaatioteoria otettiin mukaan alkuräjähdysmalliin 1980-luvulla, kun etsittiin selitystä siihen, miksi galaksit ovat jakautuneet maailmankaikkeudessa suhteellisen tasaisesti.

Jos maailmankaikkeus olisi koko alkuräjähdyksen jälkeisen ajan laajentunut tasaista vauhtia, painovoima olisi saanut galaksijoukot kerääntymään ryppäiksi, jolloin maailmankaikkeuden massa olisi jakautunut hyvin epätasaisesti.

Inflaatioteorian mukaan nopea laajentuminen jakoi massan tasaisesti heti alkuräjähdyksen jälkeen samalla tavalla kuin ilma jakautuu ilmapallossa, kun se puhalletaan täyteen

Inflaatioteoria selittää myös sen, miksi kaikkialla maailmankaikkeudessa on lähes sama lämpötila. Kun maailmankaikkeus oli elektronin kokoinen, kaikki aine oli yhtä lämmintä. Kun universumi pullistui, lämpötila pysyi edelleen samana kaikkialla.

Universumin lämpötila on tasainen – tai melkein

Nykyään yhtäläinen lämpötila voidaan nähdä kosmisessa taustasäteilyssä. Säteily on lähtöisin maailmankaikkeuden lapsuudesta: se lähti leviämään 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Sitä ennen maailmankaikkeus oli niin kuuma, että säteily oli koko ajan aineen muodossa eikä valokaan päässyt leviämään.

Kun universumi oli sen verran jäähtynyt, että ensimmäiset vetyatomit erottuivat, aineesta erkani säteilyä valon pilkahduksena. Sitten se taas pimeni, sillä vastasyntyneet sähköisesti neutraalit vetyatomit eivät säteile näkyvää valoa. Valo syttyi vasta satoja miljoonia vuosia myöhemmin, kun ensimmäiset galaksit syntyivät.

Nyt kun kosmista taustasäteilyä on havainnoitu vuosikymmeniä, tiedetään, että lämpötila maailmankaikkeuden eri kolkissa vaihtelee vain muutamia asteen miljoonasosia.

Siinä on kuitenkin yksi poikkeus: vuonna 2004 löydettiin taustasäteilysta outo kylmä piste, joka sijaitsee kolmen miljardin valovuoden päässä Maasta. 1,8 miljardia valovuotta leveä piste on 0,00015 astetta kylmempi kuin taustasäteilyn keskilämpötila, joka on 2,73 astetta absoluuttisen nollapisteen yläpuolella.

Kylmyys on näköharha

Vielä hiljattain tutkijat uskoivat, että kylmä läiskä johtui 1,8 miljardin valovuoden levyisestä tyhjiöstä.

Kun taustasäteilyn valoaallot kulkevat niin ison tyhjiön läpi, ne menettävät energiaa. Päästyään tyhjiöstä pois ne taas saavat energiaa.

Tähtitieteilijät ovat verranneet ilmiötä palloon, joka menettää energiaa vieriessään ylämäkeen ja taas saa energiaa, kun se on päässyt huipun yli ja alkaa vieriä alamäkeen.

Koska maailmankaikkeus on ehtinyt laajentua niiden 1,8 miljardin vuoden aikana, joka valoaalloilta on mennyt tyhjiön läpi kulkemiseen, tyhjiön jälkeinen ”alamäki” ei ole enää yhtä jyrkkä kuin ylämäki. Siksi valoaallot eivät voimistu samalla tasolle kuin ennen tyhjiötä ja jäävät hitusen pidemmiksi ja viileämmiksi.

Kylmä läiskä oli siis vanhan teorian mukaan eräänlainen tyhjiön luoma optinen harha.

Vanha teoria romuttui

Joukko brittiläisen Durhamin yliopiston tähtitieteilijöitä on sitä mieltä, että teoriassa on se vika, että mitään valtavaa kosmista tyhjiötä ei ole olemassa.

He uskovat, että kylmän läiskän ja Maan välissä on galakseja yhtä tiheässä kuin muuallakin.

Heidän selityksensä mukaan taustasäteilykartan kylmä läiskä on pikemminkin kraatteri, joka on syntynyt, kun maailmankaikkeutemme pullistusvaiheen aikana törmäsi naapuriuniversumin kanssa.

Törmäys vei mennessään ison määrän massaa ja energiaa ja jätti jälkeensä kylmän läiskän.

Monenlaisia multiversumeita

Brittitutkijoiden esitys on antanut uutta eloa keskustelulle erilaisista multiversumiteorioista. Yksinkertaisimman selityksen mukaan multiversumi syntyi, koska alkuräjähdyksen jälkeinen pullistuminen tapahtui monessa paikassa yhtä aikaa. Näin syntyi miljardeja maailmankaikkeuksia saman­aikaisesti.

Toisen teorian mukaan pullistuminen jatkuu edelleen, joten oman maa­ilmankaikkeutemme ulkopuolelle syntyy koko ajan uusia maailmankaikkeuksia.

Kolmas, mutkikkaampi teoria olettaa, että multiversumi ohjaa kvanttimekaniikan lakeja. Uusia maailmankaikkeuksia syntyy jakautumalla vanhoista universumeista. Joka kerta, kun jokin tilanne voi päättyä monella eri tavalla, syntyy uusi maailmankaikkeus jokaiselle näistä vaihtoehdoista.

Vielä lennokkaampi multiversumiteoria perustuu supersäieteoriaan, jonka mukaan avaruudessa on ainakin kymmenen ulottuvuutta. Jokainen niistä on yhtä suuri kuin koko maailmankaikkeus ja sisältää rinnakkaismaailmoja, jotka ei voida havainnoida meidän maailmankaikkeudestamme. Vain painovoima kulkee ulottuvuuksien välillä.

Tutkijat etsivät lisää todisteita

Toistaiseksi kylmä läiskä taustasäteilykartassa on ainoa viite siitä, että maailmankaikkeuksia voi olla monta.

Läiskälle annettu ensimmäinen tieteellinen selitys – tyhjiön luoma näköharha – oli väärä. Läiskä ei silti todista lopullisesti oikeaksi teoriaa maailmankaikkeuksien törmäyksestä kaikkeuden lapsuudessa inflaation aikana.

Lue myös:

map of dark matter
Maailmankaikkeus

Universumin arvoitus: Mistä kaikkeus koostuu?

1 minuuttia
Maailmankaikkeus

Nyt etsitään pimeää energiaa

0 minuuttia
Maailmankaikkeus

Kosminen paikanmääritys

0 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!