Planck on poistunut Maapallolta yhdessä Herschel-satelliitin kanssa. Ero tapahtui onnellisesti tänään kello 16.12 Suomen aikaa. Planck saavuttaa kuudessa viikossa kiertoratansa 1.5 miljoonan kilometrin päässä meistä. Satelliitin käyttöönotto kestää siitä vielä puoli vuotta, sen jälkeen Planck pääsee toimeen ja tekee mittauksia 15 kuukautta, kunnes jäähdytinaine loppuu. (Kosmisen mikroaaltotaustan lämpötila on 2.7 Kelviniä, joten tarkat mittaukset edellyttävät kylmää instrumenttia.)

Nykyään on rutiinia, että jokaisesta hiukkaskosmologian kokeesta luvataan taivaat ja maat. Ottaen huomioon, että Planckin mainoslause on suureellinen "Looking back to the dawn of time", olen yllättynyt, että ESAn sivujen kuvaus Planckin tieteellisistä tavoitteista on täysin paikkansapitävä, asiallinen ja kattava. Hillittömyyksiä universumin salaisuuksista, kaiken synnystä ja matkaamisesta "aivan ajan alkuun asti" on muualta helppo löytää. ESAnkaan kirjoittaja ei välttynyt viittaamasta Planckiin 'aikakoneena' -meemi lienee peräisin LHC:n PR:stä- mutta ainakin ilmaisu on lainausmerkeissä.

On helppo sanoa lyhyesti, mitä Planck todella tekee: mittaa kosmista mikroaaltotaustaa aiempaa tarkemmin. Nykyiset, WMAP-satelliitin tekemät mittaukset näyttävät tältä:

wmap2.jpg

(Kuvan lähde: WMAP-ryhmä.)

Simulaatio Planckin tarjoamasta näkymästä on tässä:

planck2.png

(Tein kuvan Saksan astrofysiikan virtuaaliobservatorion julkisella Planck-simulaattorilla. Väriskaalan erolla edelliseen kuvaan verrattuna ei ole merkitystä, ainoastaan resoluutiolla.)

Suurempi tarkkuus mahdollistaa asioiden määrittämisen entistä täsmällisemmin, mutta haluan mainita kaksi ilmiötä, joiden suhteen Planck tekee muutakin kuin pienentää virhemarginaaleja.

Mikroaaltotausta on (hieman muokattu) kuva ajalta, jolloin maailmankaikkeus oli 400 000 vuotta vanha, ja valo ja aine erkanivat toisistaan. Koska avaruus oli tuolloin erittäin tasainen, pienet luultavasti inflaation tuottamat häiriöt näkyvät mikroaaltotaustassa hyvin. Odotetuin asia tässä suhteessa on gravitaatioaallot, pienet värähtelyt avaruuden rakenteessa. (Maailmankaikkeuteen on sittemmin kehittynyt niin paljon muuta roinaa, että varhaisten gravitaatioaaltojen näkeminen suoraan olisi nykypäivänä hyvin haastavaa.) Gravitaatioaaltojen voimakkuus vaihtelee suuresti eri inflaatiomalleissa, mutta yksinkertaisimmissa malleissa niiden vaikutus on niin iso, että ne ovat juuri ja juuri Planckin ulottuvilla. Yksinkertaisimmat mallit eivät välttämättä ole oikein, mutta senkin tietäminen, että ne ovat väärin, olisi hyödyllistä.

On myös eräs mielenkiintoinen havainto, josta Planck tarjoaa riippumattoman mielipiteen: mikroaaltotausta ei näytä samalta kaikissa suunnissa, edes tilastollisesti. Inflaatiolla ei ole mitään erityistä suuntaa, avaruus laajenee samalla tavalla kaikkialle. Niinpä inflaation tuottamien epätasaisuuksien tilastollinen jakauma ei riipu suunnasta.

WMAP-satelliitin havaintojen mukaan on kuitenkin olemassa (karkeasti sanottuna) yksi suunta, jossa lämpötila on pienempi kuin muualla. Hyvällä tahdolla yllä olevasta WMAP-kuvasta näkee silmäyksellä, että lämpötilavaihtelut eivät ole jakautuneet aivan tasaisesti. Tämän piirteen epätodennäköisyyden selvittäminen on monimutkainen toimenpide, mutta se on tehty ja voidaan todeta, että WMAPin näyttämä mikroaaltotaivas todella on erilainen eri suunnissa, tilastollisesti ottaen. Tarkemmin sanoen, on epätodennäköistä että mikroaaltotaivas olisi sellaisen tilastollisen prosessin tulos, jossa mikään suunta ei ole erikoisasemassa. Ei ole poissuljettua, että kyseessä olisi ainakin osittain jokin WMAP-satelliitin systemaattinen virhe. COBE-satelliitti, joka katsoi mikroaaltotaivasta ennen WMAPpia (COBEn havainnoista myönnettiin Nobelin palkinto vuonna 2006) tosin näki myös vihjeen tästä suunnasta, mutta COBEn tarkkuus ei riittänyt luotettavan havainnon tekemiseen.

Ei tiedetä, mistä tämä erityinen suunta johtuu, jos Planck sen varmistaa. Kyseessä voi olla paikallisten -siis muutaman sadan miljoonan valovuoden etäisyydellä olevien- galaksisuperryppäiden tai vastaavien rakenteiden vaikutus mikroaaltotaustaan, tai jotain eksoottisempaa, kuten jälki inflaatiota edeltäneeltä ajalta. Hyvällä tuurilla Planck ei ainoastaan anna lisätietoa tästä, vaan saa myös vihiä jostain, jota WMAP ei puolestaan havainnut.

Kommentit (10)

pulu

Onhan tuo vähintään hyvä, että isoista projekteista jonkin verran ylimainostetaan ym. Näin saadaan kansa hyvin tietoiseksi isoista projekteista ja myöskin kansan tukea taakse. Ilman mitään mainontaa kukaan ei olisi edes kuullut Planck-satelliitista, saati olisi mitään hajua mitä se tekee. Valehdella ei tietenkään saa, mutta pieni ylikuvaaminen ei haittaa hyvän asian nimessä.

Syksy Räsänen

Kosmologian todellisuus on jännittävää, sitä ei tarvitse kuorruttaa liioittelulla. Lisäksi vankasti tunnettujen asioiden, odotettujen löytöjen ja vapaan spekulaation sekoittaminen hämärtää yleisön käsitystä tieteestä. Tämä haittaa tieteen kauneuden ja totuuden arvostamista, eikä pidemmän päälle toimi edes markkinointimielessä. Jos aina luvataan ylimääräiset ulottuvuudet, mustat aukot ja syvimmät salaisuudet, niin tämä vääristää odotuksia, eikä yleisö osaa välttämättä arvostaa tärkeitä tärkeitä löytöjä, joita todella tehdään.

jsk

Mä väitän että tuollaisen hypetyksen tausta on Atlantin tuollapuolen. Jenkkilässä kun yleisö kaipaa "draamaa" ja siksi NASAn pitää tehdä kaikista missioista jo niiden esittelyssä "elämyksiä". Eurooppalaisessa kulttuurissa moista tarvetta ei niinkään ole, mutta täkäläiselläkin tiedotuksella on tiettyjä paineita siihen suuntaan; muutenhan uutisia lukeva tavallinen pulliainen alkaa pian ihmetellä, miksi Amerikassa puuhataan aina kaikkea outoa ja jännää mutta täällä vain keskinkertaisuuksia... :D

Olosuhteiden uhreja ovat tiedottajat. Ei käy kateeksi, mutta kiva esimerkki omanlaisestaan ongelmasta tieteen popularisoinnissa :)

Kosmo

Tieteentekijät ovat kautta aikojen järjestäneet yleisölle sirkustemppuja, joilla tuoda tieteenalaa lähemmäs katsojaa. Alojen siirtyessä yhä teoreettisempaan suuntaan joutuu tiede kilpailemaan paikastaan mediassa muiden aiheiden kanssa. Ilman pientä väritystä uutisoinnit hukkuisivat taustameluun ja tämä vähäinenkään informaatio ei koskaan saavuttaisi "massoja".

Pride

Aivan väärään paikkaan tämä kysymys varmasti tipahtaa, mutta miten kosmologiaa kannattaisi lähteä opiskelemaan? Erityisesti filosofinen pohdiskelu ja teorioiden luominen havaintojen pohjalta kiinnostaisi.

Äärimmäisen monimutkaisten kaavojen toteuttaminen ei suoranaisesti kiinnostaisi. :p

Syksy Räsänen

Pride:

Kosmologia on luonnontiede: ymmärryksen edistäminen tapahtuu kehittämällä matemaattisia malleja ja teorioita kuvaamaan havaintoja. Kosmologiassa, niin kuin hiukkasfysiikassa, on käsitteellisempi puolensa, mutta tie sinne käy matematiikan kautta.

Paras tapa päästä sisään kosmologiaan on opiskella teoreettista fysiikkaa Helsingin yliopistossa.

force

Kiitokset hienosta julkaisusta!
Mikroaalto ja näkymät!
Ainakaan kuvat eivät ole yhteneviä keskenään vai pyöriikö pallo vai mailmankaikkeus,anhiliboiko aineet keskenään,vai onko kuvat vaihtaneet
paikkaa keskenään?
Ainakaan minulle ei mikroaallot tuo mailman kuvaan eri näkemyksiä!
Skeidaa eri räjähdyksien mukana lie tullut aika paljon.
Varmasti arvailut lisääntyvät kun saadaan "varmaa"tietoa lisää.
Kaiketi "mikro ja makro" mailma kuva tulee esille aikanaan.
Toivon tutkimuksia eri näkemysten ja eri skenaarioiden mukaan.

Syksy Räsänen

force:

Kuvien ero johtuu siita, etta WMAP-kuva on oikeasti mitattu taivas, Planck-kuva taasen on simuloitu taivas, jonka tilastollinen jakauma on odotetun mukainen, mutta realisaatio ei tietenkaan ole sama kuin oikeassa maailmankaikkeudessa. Vaihtelua realisaatioissa voi itse kokeilla tuolla Planck-simulaattorilla.

Antiikista tulevaisuuteen - bl...

[...] menetelmällä. Moninaisista havainnoista voi erottaa kolme, jotka ovat erityisen tärkeitä: kosmisen mikroaaltotaustan epätasaisuudet, supernovien kirkkaudet ja galaksien [...]

Vieraita avaruudesta - blogit ...

[...] Tätä pidettiin hyvin ongelmallisena, koska erittäin korkeaenergiset hiukkaset törmäävät kosmisen mikroaaltotaustan fotoneihin ja hajoavat viimeistään noin sata miljoonaa valovuotta matkattuaan. Niitä pitäisi [...]

Seuraa 

Maailmankaikkeutta etsimässä

Blogin päivittäminen on päättynyt.

Syksy Räsänen on teoreettinen fyysikko Helsingin yliopistossa. Syksy kirjoittaa kosmologiasta, hiukkasfysiikasta ja niiden tekemisestä, tai ainakin asioista sinne päin.

Teemat

Blogiarkisto