Pimeä aine

Voidaan sanoa, että radiotähtitiede todella paljasti näkymättömän maailmankaikkeuden, ja sen jälkeen se tarjosi turhauttavaa todistusaineistoa vieläkin piiloisemmasta maailmankaikkeudesta, jota edes he eivät voi nähdä.

30-luvulla sveitsiläinen tähtitieteilijä nimeltä Fritz Zwicky tuli hätkähdyttävään johtopäätökseen: tähtijoukkoina toistensa ympärillä pyörivien galaksien ei pitäisi pysyä kasassa näillä uskomattomilla nopeuksilla. Yksinkertaisesti sanottuna niiden parveilunopeuden pitäisi repiä galakseja erilleen, mutta näin ei tapahdu. Hän ehdotti, että galakseissa täytyy olla enemmän lihaa kuin pystymme havaitsemaan, ja hän nimesi näkymättömän raskaan liiman ”pimeäksi aineeksi”.

Pimeä aine muodostaa suuremman osan maailmankaikkeudesta kuin se aine, jonka tunnemme ja havaitsemme ympärillämme.

Vuosikymmeniä ”pimeä aine” oli alaviite, ja harva ajoi Zwickyn kurssia eteenpäin, kunnes eräs huomionarvoinen löytö 1950-luvulla osoitti hänen olevan oikeassa. Tähtitieteilijät Vera Rubin ja Ken Ford käyttivät kehittynyttä spektrometriä kellottamaan spiraaligalaksien tähtien spektrien hienovaraisia siirtymiä lähellä ja kaukana. He mittasivat tähtiä näiden galaksien ytimistä ulospäin saadakseen käsityksen siitä, kuinka nopeasti Linnunratamme kaltaisten galaksien täytyy pyöriä ja kuinka tämä pyöriminen vähenee, mitä kauemmas ytimestä he kellottivat.

Vastoin vuosisatoja vanhaa fysiikkaa, ulommat tähdet eivät kiertäneet hitaammin kuin sisäiset tähdet. Rubin turvautui Zwickyn pimeän aineen teoriaan ja löysi ratkaisun: jotta galaksien nopeudet tasapainottuisivat näillä etäisyyksillä niiden massiivisista keskusytimistä, galaksien täytyy koostua muustakin aineesta kuin vain siitä, jonka voimme havaita.

Käyttämällä Green Bankissa sijaitsevaa 300 jalan radioteleskooppia Mort Roberts löysi valtavia näkymättömästä vetykaasusta koostuvia haloja, jotka ulottuivat kauas galaksien näkyvien kiekkojen ulkopuolelle. Kellottamalla tuota kaasua hän ja muut laajensivat litteää kiertokäyrää useita kertoja näkyvän galaksin halkaisijan verran. On selvää, hän todisti, että galaksit koostuvat paljon suuremmasta aineesta kuin mitä suurimmatkin radioteleskoopit pystyvät havaitsemaan.

Suurten lautasradioteleskooppien, kuten GBT:n, avulla voimme edelleen päätellä pimeän aineen sijainnin sen perusteella, miten se vaikuttaa näkyvään aineeseen ympärillään. Ja VLA:n yksityiskohtainen radiovisio on kuvannut linssi-ilmiöitä, jotka johtuvat aineen keskittymistä, jotka vääristävät niiden takaa tulevan valon kulkua.

Vuosikymmeniä myöhemmin fyysikot ovat yhtä mieltä siitä, että 25 prosenttia maailmankaikkeudesta koostuu pimeästä aineesta. Alle 5 % on näkyvää, havaittavaa ainetta, kuten tähtiä, planeettoja, teitä. Suurin osa maailmankaikkeudesta on pimeää energiaa.

Jätä kommentti