Ikuisen laajenemisen mallissa universumeita pulpahtelee esiin kuin kuplia. Oma universumimme on yksi tällainen kupla. Kuva: Nasa & Shutterstock
Ikuisen laajenemisen mallissa universumeita pulpahtelee esiin kuin kuplia. Oma universumimme on yksi tällainen kupla. Kuva: Nasa & Shutterstock

Alkuräjähdys ei ollutkaan ainutkertainen kaiken alku.

Maailmankaikkeudesta on tullut aihe, joka kiinnostaa myös uutismediaa ja suurta yleisöä. Runsaan julkisuuden takia enää ei liene suomalaista, joka ei tuntisi perustarinaa universumin synnystä: 13,8 miljardia vuotta sitten tapahtui alkuräjähdys ja kosminen inflaatio, alkuavaruuden valoakin nopeampi laajeneminen, tasoitti aineen lakeudeksi niin, että siitä saattoi syntyä tähtiä, galakseja, planeettoja ja lopulta elämää ja ihmisiä.

Alkuperäinen alkuräjähdyskertomus ei kuitenkaan vastaa ihmismieltä kiehtoviin suuriin kysymyksiin: Oliko ennen alkua mitään? Mikä alussa oikein räjähti? Mikä määräsi räjähdyshetken?

Näihin asti on usein vastattu, ettei kysymyksessä ole mieltä, koska emme voi nähdä universumin alkuhetkiin. Saamme sen kehityksestä otteen vasta 380 000 vuotta synnyn jälkeen. Tuolloin alkuplasma kirkastui, valo alkoi virrata ja ydinten törmäyksissä syntynyt kosminen mikroaaltosäteily levittäytyi kaikkialle avaruuteen.

Enää vastaus ei tyydytä. Kosmologit ovat tarttuneet ihmiskunnan perusmysteeriin, sillä peruskertomuksen elementit vaativat reivausta.

Nykyfysiikan perusteoriaa, standardimallia, on korjattava, koska teoria ei kuvaa lainkaan painovoimaa. Avaruuden tyhjiössä piilotteleva pimeä energiakaan ei istu nykykäsityksiin. Vaikka se muodostaa valtaosan universumista, sitä on havaintojen mukaan vähemmän kuin teorioiden mukaan kuuluisi olla.

Yhä useampi kosmologi pitää alkuräjähdystä tapahtumana, jota edelsi jokin. Uudet pohdinnat  ovat tuottaneet ainakin neljä mahdollista alkua. Niistä paljon kannatusta on saanut niin sanottu ikuisen inflaation malli, joka pitää tuntemaamme universumia yhtenä monista, eli olemme vain yksi pieni osanen suuremmassa kokonaisuudessa, multiversumissa.

Tässä mallissa inflaatio saa voimansa tyhjiön energiasta, avaruus laajenee loputtomasti ja universumeita syntyy paikallisesti kolkissa, joissa energiaa on koossa kyllin, aineen tila sopivasti vaihtuu, laajeneminen hidastuu ja painovoima muuttuu työntävästä vetäväksi. Silloin uusi universumi pulpahtaa alkuun kuin kupla.

Tämän teorian mukaan alkuräjähdys ei ollut ainutkertainen kaiken alku vaan yksi episodi varhaisemmassa universumissa. Samanlaisia syntymiä tapahtuu yhä, vaikka meillä ei ole välineitä havaita niitä.

 

Lue lisää

Toukokuun 2016 Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa tiedetoimittaja Petri Forsell tutkii uusia käsityksiä universumin synnystä. Niiden mukaan saatamme elää myös mustassa aukossa ja joka ikisestä ihmisestä voi olla kopio rinnakkaismaailmassa.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa painettu lehti tai iPad-digilehti.

Jos olet tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi alla olevasta linkistä. Ellet ole vielä aktivoinut tunnuksiasi, löydät ohjeet täältä.

 

Artikkelia on muutettu 20.5.2016: nykyfysiikan korjausta kaipaava teoria on vaihdettu suhteellisuusteoriasta standarditeoriaksi.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä5644
Liittynyt26.3.2005

Uniikki universumi laajenee multiversumiksi

Olin mielestäni lähettänyt tälle palstalle iltapäivällä kirjoitukseni otsikoidusta Tiede-lehden universumi-referaatista. Yllätyksekseni sitä ei enää ole täällä. Tosin arvostelin tässä Tiede-lehteä surkeasta pohjanoteerauksesta. Mikä ihmeen ”uusi malli”? Nämähän (ainakin ikuinen inflaatio, multiversumi ja monimaailmatulkinnat sekä säieteoriat jne) ovat vuosikymmeniä vanhoja ideoita. Tänään tuli Tiede-lehti postissakin. Kyllä on uskomattoman sekava, asiavirheitä täynnä oleva toimittajan vasemman...
Lue kommentti

Valveilla makaaminen tekee vuoteesta vihollisen, joka estää nukkumisen.

Hyvä yöuni on terveytemme elintärkeitä peruspilareita. Se elvyttää kehon, uudistaa soluja, hoitaa mieltä, huoltaa muistia ja suojaa sairauksilta.

Univaje toimii päinvastoin ja on elimistölle myrkkyä.

Se heikentää muistia, häiritsee tunne-elämää, koettelee aineenvaihduntaa ja immuunipuolustusta ja altistaa sairauksille, kuten diabetekselle, sydän- ja verisuonitaudeille, mielenterveyden häiriöille ja aivorappeumille, esimerkiksi Alzheimerin taudille.

Jokainen nukkuu joskus huonosti, mutta toisilla univaikeudet kroonistuvat. Paradoksaalisesti ihminen alkaa silloin pelätä, ettei saa unta, niin paljon, ettei saa unta. Sänky ei ole enää ystävä vaan vihollinen.

Perinteisesti pitkäaikaista unettomuutta on hoidettu lääkkeillä, mutta nykyisin niitä ei enää suositella. Tilalle on tullut lääkkeettömiä vaihtoehtoja, kuten kognitiivis-behavioraalinen cbt-terapia.

Sänky on vain nukkumista varten

Cbt-terapian ytimessä on nukkumista haittaavien pelkojen ja muiden kielteisten ajatusmallien horjuttaminen ja purkaminen.

Tässä yksi tärkeä keino on rajoittaa vuoteessa oloa, sillä pahimmillaan oma sänky on uniongelmaiselle ärsyke, joka estää nukkumisen. Hän on ehdollistunut siihen, että sängyssä odottaa kurja yö.

”Tarkoituksena ei ole rajoittaa nukkumista vaan vuoteessa oloa. Jokainen vuoteessa valveilla oltu hetki vahvistaa negatiivista yhteyttä valveen ja vuoteen välillä”, sanoo Helsingin uniklinikan toiminnanjohtaja Anne Huutoniemi, joka hoitaa uniongelmaisia cbt:llä.

Käytännössä ensin arvioidaan, miten kauan uneton todellisuudessa nukkuu silloin, kun kokee, ettei nuku silmän täyttä. Jos keskiarvoksi saadaan vaikkapa 5,5 tuntia yössä, siitä tehdään vuoteessaoloaika, ja ihminen alkaa mennä nukkumaan vuoteessaoloaikansa verran ennen tavanomaista ylösnousuaikaansa.

Aluksi aikataulua noudatetaan kaksi viikkoa. Jos uneton ei saa unta puolen tunnin kuluessa sänkyyn menosta tai herää yöllä ja virkistyy, hänen on noustava sängystä ja pysyttävä sieltä poissa, kunnes vireys taas vaihtuu väsymykseen.

Jos kahden viikon jälkeen suurin osa sovitusta vuodeajasta kuluu unessa, nukkumaanmenoa voidaan alkaa aikaistaa 15 minuuttia viikossa. Tätä jatketaan, kunnes saavutetaan ideaaliaika, joka kerryttää unta sopivasti.

 

Lue lisää

Tiede-lehdessä 11/2018 on pitkä artikkeli, jossa lääketieteeseen erikoistunut tiedetoimittaja Mari Heikkilä kertoo, miten aivot ehdollistuvat pelkäämään nukkumaan menoa, miten hyviä tuloksia cbt-hoito on tuottanut ja miten itse kukin voi auttaa itseään nukahtamaan helpommin.

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.

Miljardien vuosien saatossa nuoret kvasaarit ovat suihkunneet maailmankaikkeuden täyteen kuumaa seitinohutta atomirihmaa.

Tähtitieteilijät ovat keksineet vastauksen arvoitukseen, missä liki puolet aineesta piileksii.

Nyt ei puhuta pimeästä aineesta saati pimeästä energiasta, joita kosmologisten teorioiden mukaan pitäisi olla maailmankaikkeuden massaenergiasta peräti noin 95 prosenttia. Kyse on siitä tavallisesta aineesta, josta koostuvat tähdet, planeetat, kivet, eläimet ja me itse.

Tavallinen aine on enimmäkseen protoneita ja neutroneita sekä näistä muodostuvia atomeita. Kaiken järjen mukaan atomeiden pitäisi olla kasaantuneina galaksien tähtiin, planeetoihin ja mustiin aukkoihin.

Lähiavaruudessa tehtyjen astronomisten havaintojen mukaan näissä massakeskittymissä on kuitenkin ainetta vain noin 60 prosenttia siitä, mitä pitäisi olla, ja loput noin 40 prosenttia on teillä tietymättömillä.

”Pitäisi olla” viittaa siihen, että kun katsotaan putkilla hyvin kauas eli varhaiseen maailmankaikkeuteen, tämä puuttuva aine on siellä massakeskittymissään.

Looginen ratkaisu puuttuvan aineen ongelmaan on se, että galaksit ja kvasaarit ovat vuosimiljardien saatossa pyörteissään ja myrskyissään syösseet osan aineesta galaksien väliseen avaruuteen. Siellä se olisi jonkinlaisina kuumina rihmoina. Tätä oletettua kaasua on kutsuttu nimellä whim (warm-hot intergalactic medium).

Kvasaari on teini-ikäisen galaksin keskustassa riehuva musta aukko, joka imee valtavalla massallaan lähiavaruuden ainetta itseensä. Mustaa aukkoa ympäröivässä pyörteessä kaikki aine ei puristu mustan aukon sisään vaan sinkoaa avaruuteen.

Nämä suihkuvirtaukset lähtevät liki valon nopeudella, ja tässä vauhdissa aine säteilee valtavasti energiaa. Se selittää kvasaarien kirkkauden.

Whim-teorian todentaminen on ollut vaikeaa. Galaksit ja kvasaarit näkyvät kyllä hyvin, mutta on liki mahdotonta havaita niiden tyhjyyteen ruiskimaa ainepulveria. Galaksien välisessä avaruudessa painovoima on olematon, ja kaasurihma on hyvin harvaa.

Kaasuatomit ovat väistämättä kuumia ja nopeita. Niiden lähtönopeuden on täytynyt olla valtava, jotta ne ylipäätään ovat päässeet karkuun mustan aukon ja galaksin painovoimasta.

Ja kun ne kerran pääsevät galaksienväliseen avaruuteen, ne eivät siitä juuri viilene tai hidastu, koska hillittömässä väljyydessä ne eivät törmää mihinkään, tuskin edes toisiinsa.

Whim-kaasun kuumuus saa aikaan sen, että maailmankaikkeuden yleisin atomi vety on yleensä ionisoituneessa muodossa. Se on siis pudottanut ainoan elektroninsa pois.

Galaksien välistä whim-kaasua on yritetty kiivaasti jäljittää, mutta laihoin tuloksin. Syy on luultavasti juuri elektronien putoaminen vilkkaan whim-hiukkasen kyydistä.

Tämä kesänä kansainvälinen tutkijaryhmä ilmoitti Naturessa löytäneensä whim-pölyä. He katsovat todistaneensa, että puuttuvan aineen arvoitus on nyt ratkaistu: 40 prosenttia aineesta on galaksien välisessä avaruudessa.

Tutkijat analysoivat valon kulkua kaukaisen kvasaarin 1ES 1553+113 ja meidän välillä. Tarkemmin sanoen he havainnoivat matkalla tapahtuneita spektrimuutoksia. Havainnot tehtiin Euroopan avaruusjärjestön Esan XXM-Newton avaruusteleskoopilla.

Koska vety ei tässä tarkoituksessa toimi, tutkijat tekivät löytönsä hapesta.

Whimin kova meno pudottaa happiatomistakin elektronit, mutta kun niitä on alkujaan kahdeksan, jotkin voivat sinnitellä mukana.

Kvasaarista matkannut suihku kohtasi matkallaan happiatomeita, joita kiersi kaksi elektronia, ja tämä riitti siihen, että galaksien välinen happi voitiin havaita spektrissä.

”Löysimme puuttuvat baryonit”, astrofyysikko Michael Shull Coloradon yliopistosta sanoo tiedotteessa.

Baryoni on yleisimmin protoni tai neutroni, joista atomien ytimet koostuvat. Maailmankaikkeuden ainesosasten kokonaismassasta puhuttaessa baryoni on käytännössä synonyymi tavalliselle aineelle.