Mustat aukot tuottivat apunsa aterioidessaan. Materian pudotessa aukkoon avaruuteen levisi  voimakasta röntgensäteilyä, joka hajotti tehokkaasti vetyatomeja. Kuva: Nasa/JPL-Caltech
Mustat aukot tuottivat apunsa aterioidessaan. Materian pudotessa aukkoon avaruuteen levisi voimakasta röntgensäteilyä, joka hajotti tehokkaasti vetyatomeja. Kuva: Nasa/JPL-Caltech

Valo pääsi kirkastamaan universumin, kun mustat aukot antoivat tähdille sivustatukea säteilyn vanginnutta vetyä vastaan.

Mustat aukot olivat alkuun avaruuden pelottavia petoja. Nyt ne ovat äärirakenteita, jotka kuuluvat universumin perusolemukseen. Arkipäiväistyminen ei kuitenkaan tarkoita, että mustat aukot tunnettaisiin läpikotaisin. Kaikkea muuta. Niiden määrästäkin on vasta arvioita.

Jos tutkijat ovat oikeassa, mustia aukkoja on ollut aina, maailmankaikkeuden alusta asti. Mikroaukkoja sikisi jo alkuräjähdyksessä. Vanhimmat massiivisista aukoista taas romahtivat asemiinsa vetypilvistä samoihin aikoihin, kun tähdet syttyivät loistamaan. Nämä ensimmäiset superaukot myös kasvoivat nopeasti, koska varhaisessa universumissa riitti yllin kyllin kaasua ahmittavaksi.  

Kaikenkokoisten mustien aukkojen syntyhistoriaan liittyy vielä paljon avoimia kysymyksiä, mutta massiivisille aukoille on jo siunaantunut tehtäviä. Nykykäsityksen mukaan ne ovat esimerkiksi pitäneet ja pitävät galaksien massat aisoissa.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Toinen seikka, josta voimme mustia aukkoja kiittää, on valo, jota tähdet meille tarjoavat. Ajatus voi kuulostaa nurinkuriselta, mutta tähän suuntaan tiedossamme olevat varhaisen maailmankaikkeuden käänteet viittaavat.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Pimeyttä kesti lähes 200 miljoonaa vuotta

Alkuräjähdyksen jälkeen universumi oli täynnä kuumaa hiukkaspuuroa. Kun kuumuus avaruuden laajetessa vähitellen hellitti, syntyivät meille tutut aineen osaset.

Noin 380 000 vuoden iässä universumi oli laajentunut ja jäähtynyt niin paljon, että valon hiukkaset fotonit pääsivät liikkumaan. Syntyi ensimmäinen valo, joka nyt muodostaa koko taivaan kattavan kosmisen mikroaaltosäteilyn. Juuri sen ansiosta tiedämme, mitä aikojen alussa tapahtui, sillä se kantaa ominaisuuksissaan viestiä universumin synnystä.

Kun avaruus edelleen laajeni ja jäähtyi, vetykaasupilvet alkoivat imeä fotoneja ja pidättää valon itseensä. Kaikki pimeni. Pimeyttä jatkui lähes 200 miljoonaa vuotta. Valo sai uuden tilaisuuden vasta, kun ensimmäiset tähdet syntyivät.

Tähtien ultraviolettisäteily hajotti vetyatomeja, ja ne menettivät elektroninsa. Koska vety ei pysty pysäyttämään säteilyä ilman elektronia, valo pääsi virtaamaan, ja universumiin koitti valkeus.

Mustat aukot olivat tapahtumissa avuksi. Niiden aterioidessa syntyi erittäin voimakasta röntgensäteilyä, jota puhaltui avaruuteen. Se tunkeutui vetypilviin vielä syvemmälle kuin tähtien ultraviolettivalo, ja vedyn hajoaminen kiihtyi.

Nykykäsityksen mukaan valon paluusta voidaan panna mustien aukkojen tiliin viidesosa. Ei mitätön panos.

Lue lisää

Toukokuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa tiedetoimittaja Matti Mielonen laskee kaikenkokoisia mustia aukkoja ja kertoo, millaisia hankaluuksia niiden määrän ja laadun arviointiin yhä liittyy.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35095

JussiX kirjoitti:
Selittäkääs pidemmälle opiskelleet astrofyysikot yksi asia maailmankaikkeuden synnystä: kun musta aukko syntyy painovoiman vaikutuksesta, niin miksi alkuräjähdyksen jälkeen koko hoito ei romahtanut yhdeksi isoksi mustaksi aukoksi? Materiatiheys oli valtavasti suurempi kuin myöhemmässä avoimemmassa avaruudessa. Miten räjähdyksen aiheuttama materian pakonopeus on voinut voittaa painovoiman vaikutuksen? Syntyivätkö nykyiset tunnetut luonnonlait vasta jonkin ajan kuluttua räjähdyksestä?

Parhaan nykytiedon mukaan kosmisen inflaation takia. Inflaatio tunnetaan huonosti, koska sitä ei voi mitenkään tutkia laboratorioissa. Nykyiset luonnonlait alkoivat vasta inflaatiovaiheen jälkeen ja siitä eteenpäin alkuräjähdyksen teoreettinen perusta on hyvin vahva.

JussiX
Seuraa 
Viestejä2

Selittäkääs pidemmälle opiskelleet astrofyysikot yksi asia maailmankaikkeuden synnystä: kun musta aukko syntyy painovoiman vaikutuksesta, niin miksi alkuräjähdyksen jälkeen koko hoito ei romahtanut yhdeksi isoksi mustaksi aukoksi? Materiatiheys oli valtavasti suurempi kuin myöhemmässä avoimemmassa avaruudessa. Miten räjähdyksen aiheuttama materian pakonopeus on voinut voittaa painovoiman vaikutuksen? Syntyivätkö nykyiset tunnetut luonnonlait vasta jonkin ajan kuluttua räjähdyksestä?

Sisältö jatkuu mainoksen alla