Luotijoukko on tunnettu näyttö pimeästä aineesta. Väritetyssä kuvassa näkyy, miten siniset pimeän aineen keskittymät ovat galaksien törmäyksen jälkeen eri paikassa kuin näkyvä aine. Kuva: CHANDRA X-RAY OBSERVATORY CENTER, NASA
Luotijoukko on tunnettu näyttö pimeästä aineesta. Väritetyssä kuvassa näkyy, miten siniset pimeän aineen keskittymät ovat galaksien törmäyksen jälkeen eri paikassa kuin näkyvä aine. Kuva: CHANDRA X-RAY OBSERVATORY CENTER, NASA

Kartoituksen avulla voi nähdä seitsemän miljardin vuoden päähän universumin menneisyyteen.

Pimeää

ainetta ei voi nähdä eikä sen olemusta tunneta, mutta silti se vaikuttaa painovoimallaan koko maailmankaikkeuteen.

Mysteeriaine kattaa jopa 80 prosenttia maailmankaikkeuden aineesta. Pimeää ainetta tarvitaan, sillä näkyvä aine ei yksinään selitä galakseja yhteen kiskovan painovoiman suuruutta.

Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Nyt sadoista tutkijoista koostuva kansainvälinen tutkimusryhmä Des (Dark Energy Survey) kartoitti pimeää ainetta tarkemmin kuin koskaan aiemmin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kolmen vuoden mittausten pohjalta syntyi kartta, joka kuvaa näkyvästä aineesta koostuvien galaksien ja pimeän aineen jakautumista universumissaa.

”Nämä kosmisen mittakaavan rakenteet auttavat meitä vastaamaan maailmankaikkeuden suurimpiin kysymyksiin”, kertoi University College Londonin tutkija

Niall Jeffrey

New Scientist -lehdelle.

Pimeää ainetta ei voi havaita suoraan, sillä se ei heijasta valoa tai mitään muutakaan sähkö­magneettista säteilyä.

Epäsuoria havaintoja voi tehdä niin sanotuilla painovoimalinsseillä. Painovoimalinssiksi sanotaan avaruuden kookasta kohdetta, joka taittaa takanaan olevan kohteen lähettämää valoa.

”Kaikki avaruuden aine tähdistä galakseihin saavat niitä ympäröivän aika-avaruuden kaareutumaan, ikään kuin asettaisi painavan kuulan kumikalvon päälle. Tätä kaareutumista mittaamalla on mahdollista havaita myös pimeän aineen vaikutus sitä ympäröivään avaruuteen”, sanoo Aalto-yliopiston fyysikko

Tommi Tenkanen

.

Tenkanen ei osallistunut Desin kartoitukseen, mutta hän on tutkinut pimeää ainetta.

Tutkijat etsivät pimeää ainetta tarkkailemalla kaukaisista galakseista saapuvaa valoa. Pimeä aine taivuttaa aika-avaruutta ja saa valon mutkittelemaan. Mitä enemmän valo menee mutkalle, sitä tiheämmin sen tiellä esiintyy pimeää ainetta.

Yhteensä tutkittavia galakseja oli yli 200 miljoonaa. Niistä koostettu kartta kattaa jopa kahdeksasosan maapallon yötaivaasta.

Karttaan kirkkaalla merkityt alueet ovat pimeän aineen ja galaksiryppäiden keskittymiä, joissa on myös oma galaksimme.

Tuoreessa pimeän aineen kartassa on tihentymiä, jotka kertovat aineen jakaumasta. Kuva: Niall Jeffrey DES

Mustat alueet edustavat kosmisia tyhjiöitä eli galaksiryppäiden väliin jääviä alueita, joissa on vain vähän tai ei ollenkaan galakseja. Alueiden tiheys on niin pieni, että painovoima saattaa käyttäytyä niissä eri tavalla.

”Tavallisesta aineesta koostuvat galaksit sijoittuvat kartassa sinne, missä pimeää ainettakin on. Yhdessä ne muodostavat tällaisen verkkomaisen, saippuavaahtoa muistuttavan rakenteen”, Tenkanen sanoo.

Tutkimusta ei ole vielä vertaisarvioitu, mutta suurin osa hankkeeseen liittyvistä papereista on luettavissa Arxiv-palvelussa.

Kartta havainnollistaa universumin nykyistä rakennetta, mutta kertoo samalla menneestä.

Kartan kaukaisimpien kohteiden valo on matkannut Maahan seitsemän miljardin vuoden ajan. Koska valon nopeus on äärellinen, näitä valopisteitä seuraamalla on mahdollista tarkkailla, miten universumin rakenteet ovat ajan saatossa kehittyneet.

”Mitä syvemmälle avaruuteen katsomme, sitä kauemmas menneisyyteen voimme nähdä.”

Tutkijat hyödynsivät mittauksia testatakseen kosmologian vallitsevaa standardimallia. Sen mukaan maailmankaikkeus syntyi 13,8 miljardia vuotta sitten alkuräjähdyksessä, ja laajeni sitten

Albert Einsteinin

yleisen suhteellisuusteorian mukaisesti.

Alkuräjähdyksen jälkeisiä tapahtumia on mitannut tarkimmin Euroopan avaruusjärjestön Planck-satelliitti, joka laukaistiin avaruuteen vuonna 2009.

Se muodosti kartan alkuräjähdyksen ”jälkihehkusta”, eli mikroaalloiksi venyneestä kosmisesta taustasäteilystä, joka sai alkunsa vain 380 000 vuoden ikäisessä maailmankaikkeudessa.

Näiden mittausten pohjalta on voitu ennustaa, miten tavallinen ja pimeä aine levisivät universumin syntyajoilta tähän päivään.

”Tutkijat selvittivät, osuuko kosmiseen taustasäteilyyn perustuva ennuste yhteen universumin nykyrakenteen kanssa. Tässä vertailtiin siis ikään kuin maailmankaikkeuden vauvapotrettia sen nuoruusvuosilta ja nykyhetkestä napattuihin kuviin”, Tenkanen sanoo.

Aiemmissa galaksien kartoituksissa ennusteen ja nykyrakenteen välillä on havaittu jonkin verran poikkeamia. Kartoitusten mukaan aine olisi jakautunut maailmankaikkeudessa tasaisemmin kuin kosmisen taustasäteilyn perusteella on ennustettu.

Tutkijat ovat jopa pohtineet, voisiko yleinen suhteellisuusteoria olla joltain osin väärässä.

Nyt julkaistut, aiempaa kattavammat mittaukset osoittavat, ettei tällaista epäsuhtaa todennäköisesti ole. Mitatut eroavaisuudet ovat niin pieniä, etteivät ne ole tilastollisesti merkittäviä.

”Tulosten mukaan maailmankaikkeudessa on pimeää ainetta juuri niissä samoissa mittasuhteissa kuin kosmista taustasäteilyä mittaamalla on voitu ennustaa.”

Deimos
Seuraa 
Viestejä15440

Olli, Savorinen ja kuka muu? Tiede-palstan älyn jättiläiset tulevat joten jätänkin kommentointini tähän. Sitäpaitsi luin uutisen jo pari päivää sitten...

Einstein:Only two things are infinite, the universe and human stupidity, and I'm not sure about the former.
Einstein:The most beautiful experience we can have is the mysterious.It is the fundamental emotion that stands at the cradle of true art and true science.

Sisältö jatkuu mainoksen alla