maailmankaikkeus

Suurin osa maankaltaisista planeetoista on vielä syntymättä

Ti, 10/20/2015 - 19:27 Markus Hotakainen
Tulevia "maapalloja"

Meillä on ollut tuuria. Maa on syntynyt hyvin varhaisessa vaiheessa, jos tarkastellaan koko maailmankaikkeuden kehitystä. Kun Aurinkokunta tiivistyi tähtienvälisestä kaasu- ja pölypilvestä noin 4,6 miljardia vuotta sitten, ainoastaan kahdeksan prosenttia elämän kannalta suotuisista, koko maailmankaikkeuden eliniän aikana syntyvistä planeetoista oli olemassa. 

Tutkimus, jossa tähän tulokseen on päädytty, on teoreettinen, mutta se perustuu havaintoaineistoon, joka on koottu Hubble- ja Kepler-avaruusteleskoopeilla.

"Päätavoitteenamme oli ymmärtää Maan asema suhteessa koko muuhun maailmankaikkeuteen", sanoo Peter Behroozi, toinen tutkimuksen tekijöistä. "Verrattuna kaikkiin planeettoihin, jotka vielä muodostuvat maailmankaikkeudessa, Maa on syntynyt itse asiassa hyvin varhain."

Hubble-avaruusteleskoopin avulla on pystytty katsomaan kauas sekä ajassa että avaruudessa, ja sillä tehdyt havainnot muodostavat galaksien perhealbumin. Siitä voi nähdä, miten tähtien syntytahti on muuttunut galaksien ikääntyessä ja kasvaessa kokoa.

Havaintojen mukaan maailmankaikkeudessa syttyi 10 miljardia vuotta sitten tähtiä hyvin nopeasti, mutta syntyprosessissa oli mukana vain murto-osa kaikesta vedystä ja heliumista. 

Nykyisin tilanne on päinvastainen. Tähtiä syntyy huomattavasti verkkaisemmin, mutta kaasua on tarjolla niin runsaasti, että prosessi – sekä tähtien että planeettojen synty – jatkuu hyvin pitkään.

"Alkuräjähdyksen jäljiltä on vielä niin paljon materiaalia, että tulevaisuudessa planeettoja syntyy paljon enemmän niin Linnunradassa kuin muuallakin", toteaa tutkimuksen toinen tekijä Molly Peeples.

Kepler-avaruusteleskoopin tekemien löytöjen perusteella maankaltaisia planeettoja, jotka kiertävät tähteään elinkelpoisella vyöhykkeellä – jolloin planeetan pinnalla voi olla nestemäistä vettä – on ympäri Linnunrataa. Arvioiden mukaan Maan kokoluokkaa olevia planeettoja, joista huomattava osa on kivisiä, on Linnunradassa noin miljardi. 

Tulevaisuudessa maankaltaisia planeettoja voi syntyä elinkelpoisille vyöhykkeille vielä lukemattoman paljon. Todennäköisimmin niitä muodostuu jättimäisissä galaksijoukoissa, mutta toisaalta myös kääpiögalakseissa. Niissä on runsaasti kaasua, josta tiivistyy sekä uusia tähtiä että niitä kiertäviä planeettoja.

Olemme onnekkaita myös siksi, että maailmankaikkeuden varhaisvaiheissa – joita kaikesta huolimatta vielä elämme – pystymme tarkastelemaan tehokkailla kaukoputkilla kehityskulkua alkuräjähdyksestä galaksien muodostumisen alkuvaiheisiin.

Koska maailmankaikkeus laajenee kiihtyvällä vauhdilla, triljoonan vuoden kuluttua emme pystyisi enää tekemään havaintoja kosmisen kehityksen ensimmäisistä vuosimiljardeista: valo ja muu sähkömagneettinen säteily ei enää saavuttaisi havaintolaitteitamme. 

Kaukaisessa tulevaisuudessa kehittyvillä sivilisaatioilla ei olisi aavistustakaan, miten maailmankaikkeus on syntynyt ja kehittynyt. 

Tutkimuksesta kerrottiin Royal Astronomical Societyn uutissivuilla ja se on julkaistu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

Pimeä "häiveaine" voi selittää maailmankaikkeuden puuttuvan massan

Ma, 09/28/2015 - 06:10 Markus Hotakainen
Pimeän aineen jakauma

Tähtitieteilijöiden vuosisataiset ponnistukset maailmankaikkeuden rakenteen selvittämisessä ovat johtaneet siihen, että 95 prosenttia universumin massasta ja energiasta on kadoksissa.

Tavallista ainetta, josta tähdet, planeetat ja kaikki muu näkemämme – ja myös me itse – koostuu, on alle viisi prosenttia. Pimeä aine muodostaa maailmankaikkeudesta reilun neljänneksen ja pimeä energia runsaat kaksi kolmannesta.

Pimeää ainetta on jopa 83 prosenttia maailmankaikkeuden kaikesta aineesta (tässä energia on jätetty huomiotta), mutta se ei vuorovaikuta tavallisen aineen kanssa sähkömagneettisen, vahvan tai heikon voiman välityksellä. Se ei heijasta valoa eikä tavallisen ja pimeän aineen "törmäys" tunnu missään. 

Toistaiseksi ainoa keino todeta pimeän aineen olemassaolo on sen gravitaatiovaikutus galakseissa ja galaksijoukoissa. Kuvassa on pimeän aineen suuren mittakaavan jakauma, joka perustuu Hubble-avaruusteleskoopilla tehtyihin havaintoihin sen gravitaatiolinssivaikutuksista.

Pimeä energia on täydellinen mysteeri, mutta pimeän aineen jäljillä ollaan hieman paremmin. Tutkijat ovat nyt kehittäneet teorian, joka saattaa selittää, miksi pimeää ainetta ei ole pystytty havaitsemaan maanpäällisillä kokeilla.

Lawrence Livermoren kansallisessa laboratoriossa (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) on laadittu Vulcan-supertietokoneella tehtyjen laskelmien avulla malli, jonka mukaan pimeä aine on nykyisin luonnostaan yhtä hankala havaita kuin häivehävittäjät (todellisuudessa vielä paljon hankalampi…). 

Varhaisen maailmankaikkeuden korkeissa lämpötiloissa ja suurissa tiheyksissä se olisi kuitenkin vuorovaikuttanut tavallisen aineen kanssa ja ollut helposti havaittavissa. 

Tutkijaryhmää johtanut Pavlos Vranas vertaa häiveaineen neutronia tavalliseen neutroniin. Alhaisissa lämpötiloissa – eli nykyisessä maailmankaikkeudessa – neutronin muodostavat kvarkit ovat tiukasti sidoksissa toisiinsa eikä hiukkasella ole sähkövarausta. Korkeissa lämpötiloissa – eli maailmankaikkeuden varhaisvaiheissa – sähköisesti varatut kvarkit vuorovaikuttivat melkein kaikkien muiden hiukkasten kanssa. 

Erona olisi se, että neutronia koossa pitävän, kvanttiväridynamiikan mukaisen vahvan vuorovaikutuksen sijasta häiveneutronissa vaikuttaisi toistaiseksi tuntematon vahva voima, jonka ominaisuudet määrittyisivät "pimeän kvanttiväridynamiikan" mukaan.  

"On huomionarvoista, että ehdokas pimeän aineen hiukkaseksi on satoja kertoja protonia raskaampi ja koostuu sähköisesti varatuista osasista, mutta on silti kyennyt välttämään suorat havainnot niin pitkään", Vranas toteaa.

Protonien tapaan pimeä häiveaine on pysyvää eikä hajoa edes kosmisessa aikaskaalassa. Se voi kuitenkin synnyttää suuren joukon muita alkeishiukkasia, jotka hajoavat pian muodostumisensa jälkeen. Niillä voisi olla sähkövaraus, mutta ne ovat hajonneet jo kauan sitten.

Riittävän suuritehoisella hiukkaskiihdyttimellä, kuten CERNin LHC:llä (Large Hadron Collider), hiukkasia voitaisiin kuitenkin tuottaa ensimmäisen kerran sitten maailmankaikkeuden alkuaikojen. Ne saattaisivat näkyä hiukkasilmaisimissa, koska niillä on mahdollisesti sähkövaraus.

"Maanalaisten ilmaisimien tai LHC:n avulla voidaan kenties piankin löytää todisteita uudelle pimeän häiveaineen teorialle – tai kumota se", Vranas veikkaa.

Uudesta teoriasta kerrottiin LLNL:n uutissivuilla ja tutkimus on julkaistu Physical Review Letters -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/ESA/Hubble

 

 

 

Emme ehkä ole yksin, mutta kaverit ovat kaukana

Ma, 07/06/2015 - 12:38 Markus Hotakainen

Kuten Linnunradan käsikirja liftareille toteaa, avaruus on iso, tosi iso. Ja ilmeisesti myös tyhjempi kuin tähän asti on luultu. Galakseja saattaa olla vain sadasosa aiemmin arvioidusta.

Hubble-avaruusteleskoopin "syvien" eli hyvin kaukaiseen maailmankaikkeuteen yltävien otosten perusteella on laskeskeltu kaukaisten galaksien lukumääriä, mutta tulokset saattavat olla pahasti pielessä. 

"Tutkimuksemme viittaa siihen, että himmeitä galakseja on selvästi vähemmän kuin olemme uskoneet", toteaa Brian O’Shea, Michiganin valtionyliopiston fysiikan ja tähtitieteen professori.

"Aikaisempien arvioiden mukaan himmeiden galaksien lukumäärä varhaisessa maailmankaikkeudessa olisi ollut satoja tai tuhansia kertoja suurempi kuin Hubble-avaruusteleskoopilla havaittujen kirkkaiden galaksien määrä. Nyt näyttää siltä, että kerroin on vain luokkaa kymmenen."

O’Shean johtama tutkijaryhmä mallinsi galaksien syntyä nuoressa maailmankaikkeudessa Blue Waters -supertietokoneella. Simulaatiossa oli mukana tuhansia galakseja sekä niiden väliset gravitaatio- ja säteilyvuorovaikutukset.

Mallinnus tuotti kirkkaita galakseja jokseenkin havaitun määrän, mutta himmeämpien ja siksi havaitsemattomien tähtijärjestelmien kohdalla tulokset poikkesivat selkeästi aikaisemmista laskelmista. Niiden määrä ei kasvanutkaan eksponentiaalisesti kirkkauden pienentyessä vaan pysyi suunnilleen vakiona. 

Simulaatioita päästään vertaamaan havaintoihin muutaman vuoden kuluttua, kun Webb-avaruusteleskooppi saadaan avaruuteen vuonna 2018. Sillä voidaan tutkia paljon himmeämpiä kohteita kuin Hubblella.

Webbin näkökenttä on kuitenkin suhteellisen pieni, joten havaintoja tulkittaessa on otettava huomioon, että tilastollisesti galaksien määrä vaihtelee maailmankaikkeuden kolkasta toiseen. Se tekee O’Shean ryhmän tekemistä ja muista vastaavista mallinnuksista yhä tärkeämpiä.

"Tarvitsemme entistä syvällisempää teoreettista ymmärrystä, jotta voimme tulkita oikein näkemämme", O’Shea arvioi.

Uudesta tutkimuksesta kerrottiin Michiganin valtionyliopiston uutissivuilla ja se julkaistiin Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: NASA/CXC/STSci/DSS/Magellan

Kaikkeuden kaukaisin galaksi

Ti, 05/05/2015 - 12:55 Markus Hotakainen

Tähtitieteessä etäisyys tarkoittaa myös paluuta menneisyyteen: mitä pidempi matka, sitä kauemmas historiaan katsotaan. Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt poikkeuksellisen kirkkaan galaksin, jolla on etäisyyttä yli 13 miljardia valovuotta. Nyt havaittu säteily on siis lähtenyt matkaan, kun maailmankaikkeuden ikä oli vain viitisen prosenttia nykyisestä eli noin 670 miljoonaa vuotta.

Kymmenmetrisellä Keck I -teleskoopilla tehtyjen havaintojen mukaan EGS-zs8-1-nimellä tunnettu galaksi oli varhaisen maailmankaikkeuden kirkkaimpia ja massiivisimpia kohteita.

Galaksista on tehty havaintoja aiemminkin Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskoopeilla, mutta etäisyys saatiin määritettyä Havaijilla sijaitsevan Keck-observatorion uudella MOSFIRE-instrumentilla (Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration). Sillä pystytään tekemään spektrimittauksia yhtä aikaa useista kohteista infrapuna- eli lämpösäteilyn aallonpituuksilla.

 

 

Nykymittapuun mukaan EGS-zs8-1 ei ollut mikään jättiläinen, sillä sen massaksi on määritetty vajaa kuudesosa Linnunradan massasta. Merkittävää on kuitenkin se, että galaksi oli ehättänyt kerätä niinkin paljon ainetta alle 700 miljoonassa vuodessa. Nopeasti kasautuneesta kaasusta syntyi myös tähtiä hyvin tiuhaan tahtiin, noin 80 kertaa nopeammin kuin Linnunradassa nykyisin.

Alle miljardin vuoden ikäisen maailmankaikkeus tutkimus on merkittävää paitsi galaksien synnyn myös universumin itsensä kehittymisen kannalta. Noihin aikoihin galaksienvälinen vetykaasu oli muuttumassa neutraalista ionisoiduksi eli elektronit lähtivät karkuteille.

"Näyttää siltä, että EGS-zs8-1:n kaltaisten ensimmäisten galaksien nuoret tähdet olivat keskeisin tekijä tässä reionisaatioksi kutsutussa muutoksessa", arvioi tutkimukseen osallistunut Rychard Bouwens Leidenin observatoriosta.

Viimeaikaiset havainnot sekä Keck- että Hubble- ja Spitzer-teleskoopeilla ovat osoittaneet, että massiivisia galakseja syntyi jo nuoressa maailmankaikkeudessa. Niiden ominaisuudet olivat kuitenkin tyystin toisenlaisia kuin nykyisillä tähtijärjestelmillä. Syynä oli mitä ilmeisimmin hyvin nopea massiivisten tähtien syntyprosessi ja näiden nuorten tähtien vuorovaikutus galakseissa olevan kaasun kanssa.

Kaikkeuden kaukaisimmasta galaksista kerrottiin Keck-observatorion uutissivuilla ja tutkimus julkaistiin tänään Astrophysical Journal Letters -lehdessä.

Kuvat: NASA/ESA/P. Oesch & I. Momcheva (YALE UNIVERSITY)/THE 3D-HST/HUDF09/XDF TEAMS (galaksi) ja NASA/JPL (Keck-observatorio)

Tähtitieteen standardikynttilät päivitettiin

La, 03/28/2015 - 19:37 Markus Hotakainen

Tähtien räjähdyksiä eli supernovia on jo pitkään käytetty kaukaisten galaksien etäisyyksien määrittämiseen. Tyypin Ia supernovat, joissa valkoinen kääpiö räjähtää hajalle kerättyään kaasua seuralaistähdestään, ovat kirkkaimmillaan lähes identtisiä.

Kun supernovan todellinen kirkkaus tiedetään ja sitä verrataan havaittuun kirkkauteen, voidaan laskea, kuinka kaukana on supernova sekä galaksi, johon se kuuluu.

Supernovien avulla on mahdollista tutkia koko maailmankaikkeuden mittakaavaa. 1990-luvun lopulla tehty löytö pimeän energian olemassaolosta perustui nimenomaan tyypin Ia supernovien avulla määritettyihin galaksien etäisyyksiin ja liikkeisiin. Niiden perusteella maailmankaikkeuden laajenemisen huomattiin vastoin aiempia käsityksiä kiihtyvän.

Vaikka tyypin Ia supernovat ovat melkein aina melkein yhtä kirkkaita, niissä on pieniä eroja. Niihin vaikuttavat tekijät näyttävät liittyvän usein paitsi räjähtäviin tähtiin itseensä myös ympäristöön, jossa supernovat sattuvat olemaan.

Kansainvälistä tutkijaryhmää johtaneen Patrick Kellyn mukaan he löysivät tyypin Ia supernovien populaation, joka soveltuu erinomaisesti etäisyyksien tarkkaan määrittämiseen. "Niiden kirkkaus on hyvin tarkoin kytköksissä siihen, kuinka nopeasti ne himmenevät."

Tutkijaryhmä käytti hyväkseen GALEX-ultraviolettisatelliitin (Galaxy Evolution Explorer) keräämää havaintoaineistoa ja analysoi liki sadan supernovan lähiympäristön.

Tulosten mukaan vastikään syntyneiden, kuumien tähtien läheisyydessä räjähtäneet supernovat ovat merkittävästi kohtalotovereitaan luotettavampia mittatikkuja määritettäessä kosmisia etäisyyksiä. Tutkijoiden mukaan syynä on todennäköisesti se, että räjähtävät tähdet ovat nuoria valkoisia kääpiöitä eli vasta äskettäin päivänsä päättäneitä tähtiä.

Nyt löytyneen supernovatyypin avulla on mahdollista tehdä yli tuplaten aiempaa tarkempia mittauksia maailmankaikkeuden koosta ja laajenemisesta. Menetelmän arvioidaan toimivan luotettavasti vähintään kuuden miljardin valovuoden etäisyydelle.

GALEX-satelliitti kartoitti taivasta ultraviolettisäteilyn aallonpituuksilla noin kymmenen vuoden ajan. Se oli toiminnassa vuoteen 2012 saakka, mutta havaintoarkistot tarjoavat edelleen runsaasti aineistoa tutkijoiden käyttöön.

Tutkimuksesta kerrottiin JPL:n uutissivuilla ja se julkaistiin 27. maaliskuuta Science-tiedelehdessä (maksullinen).

Kuva: Sloan Digital Sky Survey

 

Mars-luotain saapui perille - taas

Naapuriplaneettamme lähistöllä alkaa olla ruuhkaista. Viikon sisällä sitä kiertävälle radalle on asettunut kaksi uutta luotainta kolmen vanhan lisäksi. Nasan MAVEN ja Intian Mangalyaan tulivat perille peräkanaa ja tekivät seuraa niin ikään Nasan Mars Odysseylle ja Mars Reconnaissance Orbiterille sekä ESAn Mars Expressille.

Voipi olla, että tuore kaksikko löytää jopa vettä - jälleen kerran. Se ei kuitenkaan ole kummankaan varsinainen tutkimuskohde, vaan tällä kertaa tähytään Marsin kaasukehään; tosin Mangalyaan tutkii myös planeetan pintaa. Ensimmäisessä intialaisen luotaimen lähettämässä kuvassa näkyy palanen päiväntasaajan tienoilla sijaitsevan Syrtis Majorin kraatterikenttää.

Planeettoja ja muita aurinkokunnan kohteita on tutkittu luotainten avulla jo niin ahkerasti, että homma alkaa tuntua arkipäiväiseltä. Tälläkin hetkellä luotaimia on työn touhussa Marsin lisäksi Merkuriusta, Venusta ja Saturnusta sekä Churyumov-Gerasimenko-komeettaa kiertävillä radoilla, yksi luotain on matkalla kohti kääpiöplaneetta Cerestä ja toinen tähtää toiseen kääpiöplaneettaan eli Plutoon, jonka ohi se pyyhältää ensi kesänä. Puhumattakaan useista muista Aurinkoa ja planeettainvälistä avaruutta tutkivista laitteista.

Avaruusprojektit ovat kuitenkin aina riskaabeleja eikä onnistuminen ole ollenkaan varmaa. Sitä paitsi ne ovat universumin mittapuulla melkoista ylellisyyttä.

Melkein kaikki maailmankaikkeudesta saamamme tieto perustuu sähkömagneettiseen säteilyyn. Kosmisen säteilyn hiukkaset ja liki massattomat neutriinot kuljettavat nekin omaa viestiään, mutta myös niiden osalta pätee sama totuus kuin säteilyn suhteen: voimme tarkastella maailmankaikkeutta vain matkan päästä. Ja pääsääntöisesti HYVIN pitkän matkan.

Paikan päälle ei ole menemistä. Vaikka se olisi teknisesti mahdollista (mitä se ei todellakaan ole), monet avaruuden ilmiöt ovat niin energisiä, että hentoinen ihminen olisi hetkessä sitä samaa tähtien tuhkaa, josta olemme alkujaan syntyneet. Eikä mekaanisten koneiden kohtalo olisi sen kummempi. Päreiksi menisivät.

Samalla joudumme turvautumaan ikivanhaan tietoon, eilispäivän uutisiin. Edes lähimmän tähden, Proxima Centaurin, tapauksessa emme voi tietää, miltä se näyttää juuri nyt, vaan kaukoputkiimme kertyy 4,2 vuotta sitten matkaan lähtenyttä valoa. Muiden tähtien, galaksien ja kvasaarien kohdalla tilanne on vielä huonompi. Kokonaiskuvamme maailmankaikkeudesta ei kerro yhtään mitään siitä, millainen se on tällä nimenomaisella hetkellä.

Onneksemme kosmisen kalenterit sivut kääntyvät paljon hitaammin kuin hektisessä arkielämässämme. Tähdet säteilevät miljoonia tai miljardeja vuosia, galaksit pyörivät niin hitaasti, että yhteen kierrokseen menee satoja miljoonia vuosia. Voimme päätellä, millaisia eri kohteet ovat kehityksensä eri vaiheissa, koska näemme samanaikaisesti monia kohteita, jotka ovat kullekin kohteelle tyypillisen kehityksen eri vaiheissa. Äkilliset tapahtumat kuten supernovaräjähdykset ja gammapurkaukset ovat asia erikseen, mutta niistäkin saadaan tietoa eri etäisyyksiltä ja siten eri aikakausilta.

Maailmankaikkeus muuttuu hyvin hitaasti, mutta kosminen kattonopeus - 299 792 kilometriä sekunnissa - takaa sen, että pystymme tarkastelemaan joka hetki sen kaikkia kehitysvaiheita. Näemme kerralla koko draaman kaaren. Ainoastaan aurinkokuntaa pystymme tutkimaan reaaliajassa - tai no, korkeintaan muutamien minuuttien tai tuntien viiveellä.

(Teksti on julkaistu myös Ursan Avaruustuubissa.)

Big Bangin painovoima-aallot

Ma, 03/17/2014 - 22:37 Jari Mäkinen
Sputh Pole Telescope ja BICEP2 (oikealla)

Huom: Uutinen on osoittautunut jälkikäteen väärinymmärrykseksi: syynä havaintoon eivät olleet painovoima-aallot, vaan Linnunradassa oleva pöly. Lisätietoja mm. tässä hyvässä Naturen jutussa.

Tämä on kenties vuosikymmenen suurin tähtitieteellinen uutinen: Etelämantereella sijaitseva radioteleskooppi on havainnut merkkejä ammoisista painovoima-aalloista, jotka syntyivät 13,8 miljardia vuotta sitten maailmankaikkeuden alun käydessä läpi kenties hurjinta syntymänsä spurttia.

Sen aikana nuori, juuri syntynyt maailmankaikkeus laajeni 2026 kertaa (miljoona miljoona miljoonaa miljardia) suuremmaksi nopeudella, joka todennäköisesti oli valon nopeutta suurempi.

Kyseessä on kaikessa outoudessaan merkittävä löytö ensinnäkin siksi, että tämä on ensimmäinen kerta, kun maailmankaikkeuden alun aikaisista, Einsteinin suhteellisuusteorian ennustamista painovoima-aalloista on saatu suoria todisteita. Toiseksi se vahvistaa kuvaamme maailmankaikkeuden synnystä ja tuo siitä huippukiinnostavaa lisätietoa. Näistä voisi hyvinkin saada kustakin erikseen Nobelin palkinnon.

Havainnon tehneessä ryhmässä oli tutkijoita Kalifornian teknillisestä yliopistosta Caltechistä, NASAn Jet Propulsion Laboratorystä sekä Stanfordin, Harwardin ja Minnesotan yliopistoista. Ryhmää johtaa tunnettu kosmologi John Kovac Harvard-Smithsonianin astrofysiikkakeskuksesta.

Ryhmällä oli kiire saada uutisensa ulos pikaisesti, koska kilpailevien ryhmien samankaltaiset tulokset ovat nähtävästi juuri tulossa; niinpä tänään ollut tiedotustilaisuus (mistä videotallenne on täällä) pidettiin epätavallisesti ennen kuin tuloksista kertova artikkeli on julkaistu.

Epäsuorasti tietoa inflaatiosta

Inflaatioksi kutsutaan hetkeä, joka tapahtui ensimmäisen sekunnin miljardisosan miljardisosan miljardisosan miljardisosan tuhannesosan aikana. Sitä voi pitää ikään kuin alkuräjähdyksen varsinaisena alun räjähdyksenä.

Sitä ei kuitenkaan voi havaita suoraan, sillä oikeastaan mitään maailmankaikkeuden synnystä on mahdotonta havaita suoraan, koska kaikilla tavoilla sitä tutkittaessa törmätään noin 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen olleeseen aikaan. Sitä aikaisempaa ei voi nähdä, koska sitä ennen kaikkeus oli täynnä erittäin kuumaa plasmaa, sähköisesti varattuja hiukkasia, jotka sinkoilivat edes takaisin avaruudessa. Silloin ei ollut vielä tähtiä, vaan kaikki oli kuumaa vety-ytimistä muodostunutta hiukkaspuuroa.

Laajentuessaan maailmankaikkeus viileni ja kun tiheys, paine ja lämpötila olivat laskeneet tarpeeksi noin 380 000 vuoden kuluttua alkupamauksesta, alkoi jo siellä olleen kuuman, ionisoituneen vedyn lisäksi plasmaan alkoi muodostua neutraalia vetyä ja heliumia. Koska inflaation aikana maailmankaikkeus laajeni erittäin nopeasti, syntyi siihen pieniä paikallisia ainetihentymiä, klönttejä, jotka muodostivat ituja nykyiselle maailmankaikkeudelle, missä on ainetta hyvin epätasisesti jakaantuneena esimerkiksi galakseina ja niiden joukkoina.

Nyt joka puolelta taivasta havaittavissa oleva niin sanottu mikroaaltotaustasäteily on ikään kuin kaiku tuosta hetkestä. Se oli aikanaan hyvin suurienergistä sähkömagneettista säteilyä, mutta maailmankaikkeuden laajetessa sen aallonpituus venyi ja nyt tämä säteily on havaittavissa mikroaaltojen aallonpituusalueella.

Taustasäteilyä on tutkittu eri menetelmin jo pitkään, ja muun muassa viime vuonna toimintansa lopettanut Planck-teleskooppi havaitsi sen pieniä poikkeamia hyvin tarkasti. Sen lähettämistä tiedoista pystyttiin muodostamaan kuva maailmankaikkeudesta aikaan, jolloin plasmasta alkoi tiivistyä atomiytimiä. Se on maailmankaikkeuden kaikkein aikaisin kartta.

Planck havaitsi myös tuon säteilyn polarisaatiota, mutta sen vahvuus oli ennemminkin säteilyn voimakkuuden mittaaminen. Sen sijaan nyt julkistetun mullistavan löydön tehnyt, Etelämantereella sijaitseva BICEP2 -teleskooppi (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2) havaitsee ennen kaikkea erittäin tarkasti taivaan taustasäteilyssä olevaa polarisaatiota.

Ja tämän löydön salaisuus on polarisaatiossa.

Polarisaatio tarkoittaa sitä missä suunnassa sähkömagneettisen säteilyn aallot värähtelevät. Yleensä esimerkiksi valo on kaikkiin suuntiin polarisoitumatonta, mutta toisinaan esimerkiksi magneettikenttä tai säteilyn siroaminen saa aikaan sen, että aallot ovat hyvin polarisoituneita - lähestulkoon kaikkien valonsäteiden värähtely tapahtuu samaan suuntaan, ylös, alas tai siihen välille, mutta vain samaan suuntaan.

Taivaan taustasäteilyn tapauksessa mikroaallot ovat polarisoituneita ammoisen maailmankaikkeuden hiukkaspuurossa tapahtuneen säteilyn siroamisen vuoksi.

Polarisoitumisen havaitseminen sinällään ei ole vaikeaa, mutta nyt tästä taustasäteilyn polarisoitumisesta haettiin sen hienorakennetta. Mikäli siitä löytyisi säännönmukainen, aaltomainen, hieman spiraalilta näyttävä rakenne – niin sanottu B-moodi - niin se olisi merkki siitä, että maailmankaikkeuden supernopea laajeneminen olisi synnyttänyt painovoima-aaltoja, jotka puristivat ja venyttivät maailmankaikkeutta kuin taikinaa. Pohjimmiltaan nämä inflaation ajan painovoima-aallot ovat peräisin kvanttimekaniikan epämääräisessä olemuksessa.

Tämän B-moodin löytäminen olisi siten suora todiste paitsi siitä, että tämä maailmankaikkeuden inflaatio on tapahtunut, niin myös siitä, että ammoisen maailmankaikkeuden ajan gravitaatioaaltoja voisi havaita.

Omituiset gravitaatioaallot

Klassinen lyhennelmä Albert Einsteinin suhteellisuusteoriasta sanoo, että aine sanoo avaruudelle miten sen pitää kaareutua, ja avaruuden kaarevuus puolestaan kertoo aineelle, miten sen tulee liikkua avaruudessa. Tämän saman ajattelumallin mukaan avaruuden kaarevassa pinnassa voi olla aaltoja, jotka toisaalta syntyvät massojen liikkumisen vuoksi, mutta jotka voivat myös liikuttaa massoja.

Gravitaatioaallot olisivat kuin aaltoja veden pinnalla, jotka liplattavat kahta kaarnavenettä ylös ja alas. Niitä saisi aikaan myös heittämällä veteen vaikkapa ison kiven.

Yksi tapa havaita painovoima-aaltoja, eli gravitaatioaaltoja, on tutkia erittäin tarkasti kahden massan välisen etäisyyden muutoksia (siis miten kaarnaveneiden sijainti toistensa suhteen muuttuu, kun aallot heiluttavat niitä). Tätä on yritetty erilaisin kokein, mutta tulokset ovat olleet epäselviä. Parhaiten asiaa tulee havaitsemaan tulevaisuudessa ESAn LISA-avaruusaluskolmikko, missä kolmen satelliitin välisiä etäisyyksiä avaruudessa mitataan lasersäteiden avulla.

LISA sopii kuitenkin vain mustien aukkojen ja vastaavien massiivisten kohteiden lähettämien aaltojen havaitsemiseen, sillä samoin kuin sähkömagneettista valoa, on myös painovoima-aaltoja eri aallonpituuksisia. Kiven heittäminen veteen lähellä tuottaa erilaisia aaltoja kuin järveen ulapan takana laskevan kosken virtaama.

Nyt havaitut aallot olivat aallonpituudeltaan hyvin pitkiä, eli taajuudeltaan hyvin pieniä, eikä niitä voi havaita suoraan. Ensimmäinen painovoima-aalloista tehty havainto oli myös tällainen epäsuora: vuonna 1974 tähtitieteilijät Russell Hulse ja Joseph Taylor havaitsivat kahden, toisiaan kiertävän kuolleen tähden lähettämää radiosäteilyä ja huomasivat, että tämän kaksoispulsarin koko ajan menettämä energiamäärä vastaa täsmälleen Einsteinin suhteellisuusteorian ennustamaa energiahävikkiä, joka johtuisi kaksikon ympärilleen lähettämistä gravitaatioaalloista. Hulse ja Taylor saivat tästä Nobelin vuonna 1993.

Seuraava askel painovoima-aaltojen havaitsemisessa olisi se, että ne voitaisiin havaita suoraan – esimerkiksi kahden massan huojuessa toistensa suhteen.

BICEP2 (etualalla)

Kylmä teleskooppi reiän alla

Olennaisin asia tuoreessa löydössä oli se, että siinä painovoima-aaltojen taivaan taustasäteilyyn jättämä jälki, B-moodi, voitiin erottaa muista sellaisen mahdollisesti aiheuttavista häiriölähteistä, kuten Linnunradassa olevasta tähtienvälisestä kaasusta.

Tämä vuoksi teleskooppi sijoitettiin Etelämantereelle, koska siellä se on niin sanotun "eteläisen aukon" alla; kyseessä on pala taivasta, mistä näkee varsin hyvin ja häiriöttä ulos galaksistamme.

Itse teleskooppi on myös erittäin herkkä. Se koostuu 512 suprajohtavasta mikroaaltovastaanottimesta, jotka pystyvät havaitsemaan säteilyn polarisaation erittäin tarkasti. Niiden toimintalämpötila on vain 0,25 Kelviniä, eli vain hitusen absoluuttisen nollan yläpuolella, joten sähkövirta kiertää niissä lähes vastuksetta ja niiden kohina on erittäin pieni. Siten siis niiden herkkyys on hyvä.

Lisäksi BICEP2 -tutkijaryhmällä oli käytettävissään havaintotiedot sen edeltäjältä, BICEP1:ltä, mikä oli havainnut erityisesti näitä mahdollisia häiriönaiheuttajia mikroaaltosäteilyssä. Kun häiriöt poistettiin uusista havainnoista, saatiin kartta "todellisesta" taivaan taustasäteilyn polarisaatiosta.

Ja kun vielä uudempi Etelämantereella polarisaatiota havaitseva laite, Keck array, havaitsi jo nyt samanlaista aaltoilevaa polarisaatiomaisemaa, BICEP2-tutkijat uskalsivat luottaa omiin havaintoihinsa. Koska Keck array jatkaa toimintaansa vielä ainakin kahden vuoden ajan, on odotettavissa aiheesta vielä parempia tietoja. Ne kuitenkin ovat jo alkuperäisen, merkittävän havainnon parannuksia.

Kilpailu maineesta ja kunniasta – sekä Nobeleista

BICEP2 ei ole ainoa teleskooppi, millä inflaatiota ja painovoima-aaltoja on metsästetty. Sen välittömässä naapurissa Etelämantereella Admunsen-Scott -asemalla aivan maantieteellisellä etelänavalla on toinen polarisaatiota mittaava mikroaaltoteleskooppi South Pole Telescope (SPT). Se itse asiassa havaitsi ensimmäisenä B-moodin polarisaation, mutta  sen tuloksista ei saatu selville varmuudella alkupamauksen aikaisia painovoima-aaltoja.

Mutta SPT-tutkijoilla on nähtävästi ollut työn alla toinen, uudempi tutkimus, missä mahdollisesti olisi esitetty näistä havaintoja. Samoin muutamat muut teleskoopit ovat koittaneet havaita B-moodia vaadittavan tarkasti.

Todennäköisesti eniten harmissaan BICEP2 -tutkijoiden uutispommista ovat kuitenkin Planck-avaruusteleskoopin tutkijaryhmä, sillä todennäköisesti Planck on havainnut myös vastaavaa. Nyt amerikkalaiset korjasivat tämän potin, mutta se ei vähennä Plancin jo esitettyjä tuloksia, eikä vähennä mahdollisesti tulevien tutkimusten kiinnostavuutta.

Lopultakin kyseessä ovat vain ensimmäiset havainnot kokonaan uudella alueella: tänäinen uutinen avaa uuden ikkunan maailmankaikkeuteen.


Andrei Linde kuulee inflaation olevan totta

Stanfordin yliopisto teki edellisen uutisen julkistamispäivänä jännittävän, alla olevan videon: siinä yliopiston apulaisprofessori Chao-Lin Kuo käy kertomassa alun perin "inflatoorisen maailmankaikkauden" teorian esittäneen tutkijaryhmän johtajalle Andrei Lindelle suuren uutisen siitä, että inflaatio on nyt todistettu.

Muut keskittyivät empatiaan, Valtaoja rakensi maailmankaikkeuden

To, 12/05/2013 - 16:28 Jarmo Korteniemi
Kuva: Joonas Salo Photography

TEDx-tapahtuma laajeni 4. joulukuuta Suomessa ensimmäistä kertaa pääkaupungin ulkopuolelle, Turkuun ja tarkemmin sen Logomo-tapahtumakeskukseen. Kyseessä oli normaaliin TEDx-tapaan vapaaehtoisvoimin järjestetty tapahtuma, joka pohjautuu alkuperäisen TED-konferenssin ideaan: koota yhteen vetävästi esiintyviä eri alojen asiantuntijoita, joilla on kiinnostavaa sanottavaa teknologian, viihteen ja designin aluilta (TED tulee sanoista technology, entertainment ja design).

Turun TEDx-tapahtumassa oli 12 esitystä (joista 9 kpl löytyy YouTubesta). Niiden aiheet pyörivät pääasiassa lähellä ihmistä: esityksissä tavoiteltiin maailmaan lisää empatiaa ja kommunikaatiota. Se edistää yritysten toimintaa, lisää yksilöiden hyvinvointia, parantaa jaksamista, poistaa konflikteja. Niin työelämässä kuin kotosallakin. Kannattaa uskaltaa yrittää, uskaltaa munata itsensä, ja uskaltaa yrittää uudelleen. Muuten ei voi onnistua. Ja niin edelleen.

Yksi puheista oli kuitenkin poikkeus.

Maailmankaikkeus ilmiönä

Suomen tunnetuin tieteentekijä, Esko Valtaoja, kattoi puheessaan aikalailla kaiken sen, mitä alkuräjähdyksen ja TEDx-tapahtuman välillä on sattunut ja tapahtunut. Koska aihe on jokseenkin laaja, havainnollistavan Lego(TM)-leikin sallittiin venähtävän lähes neljä minuuttia yliajalle. TED-konseptin mukaan kun puheet saisivat olla vain 18-minuuttisia.

Valtaoja kansantajuisti vaikeasti ymmärrettäviä asioita. Kaikilla skaaloilla.

Kaikki syntyi tyhjästä ilmestyneessä alkuräjähdyksessä. Puf.

Sen jälkeen olimme kaikki hetken yhtä ainoaa, kuumaa, laajentuvaa kvarkkipuuroa. Kvarkithan ovat tämän hetken tiedon mukaan jakamattomia alkeishiukkasia, eli sitä, mistä kaikki aine rakentuu. (Jossain vaiheessa voi toki tulla hetki jolloin löydetään osaset joista kvarkitkin muodostuvat. Näin kävi atomeillekin, joiden kreikasta tuleva nimi tarkoittaa "jakamatonta".)

Laajentuessaan maailmankaikkeus jäähtyi, ja kvarkit alkoivat takertua toisiinsa pareittain tai kolmestaan. Muodostui protoneja, neutroneja, atomeja, ja ajan kuluessa yhä vain monimutkaisempia molekyylejä. Syntyneet kaasun ja pölyn ihentymät luhistuivat lopulta tähdiksi ikioman massansa ajamina.

Miksi näin sitten tapahtui? Yksinkertainen vastaus: koska luonnonlait, koska gravitaatio ja muut perusvoimat. Koska termodynamiikka. Koska maailma nyt vain sattuu olemaan tällainen. Jos se olisi erilainen, me eläisimme toisten lakien alaisuudessa, ja ihmettelisimme tismalleen samaa asiaa niiden kanssa (jos osaisimme). Ne kaikki vain ovat. "Miksi"-ongelmaan jutun lopussa.

Tähtien ympärille jäi ylijäämätavaran kiekkoja. Pölyä ja toisiinsa törmäileviä murkuloita. Planeettojen muodostumista voi verrata oivasti roskan kertymiseen. Sillä sitähän me olemme, ydinjätettä ammoin kuolleista tähdistä.

"Jättäkääpä viikkosiivous tekemättä, sanotaan vaikka 10 miljoonaksi vuodeksi, niin teillä on Maapallon kokoinen villakoira", kiteytti Valtaoja.

Elämästä Valtaoja muistuttaa, että ensiksi syntyi Eeva, meidän kaikkien kantaäiti. Itsensä kopioiva molekyyli.

"Aatamit ilmestyivät maisemiin vasta noin 2 miljardia vuotta myöhemmin. Sillä tavalla meillä yleensäkin urokset saa houkuteltua esiin - huhuilla että 'olisi seksiä tarjolla'."

Loppu on historiaa. Erittäin pitkän ajan kuluessa tapahtuneen luonnonvalinnan ansiosta olemme tässä.

Valtaojan perusviesti on, että maailmankaikkeuden historia tunnetaan pääpiirteissään. Siinä ei oikeastaan tarvita ulkopuolisia vaikuttajia, koska luonnonlait ovat vieneet vääjäämättä tähän suuntaan.

Mutta miksi näin kävi?

Mitä tuota historiaa "ennen" tapahtui? Mitä meidän universumimme "ulkopuolella" on? Se jää arvailujen varaan. Mattia ja Teppoa mukaillen: emme voi nähdä rajan taa.

"Yksi vaihtoehto on, että Jumala napsautti metafyysisiä sormiaan ja teki maailman tällaiseksi, automaattisesti toimivaksi, ettei tarvi joka välissä kääriä hihojaan. Tai sitten olemme vain yksi osa multiversumista."

Tai sitten jotain ihan muuta. Nämä lienevät asioita, joihin tiede ei pysty antamaan vastausta. Sen ei oikeastaan ole tarkoituskaan. Tieteen metodit kun toimivat vain tuntemassamme maailmankaikkeudessa.

Oli perimmäinen syy mikä tahansa, maailma on sekä lainalaisuuksiensa että äärettömän monimuotoisuutensa takia erittäin mielenkiintoinen. Sitä kannattaa tutkia, ja siitä kannattaa iloita. Sen monimutkaisuutta kannattaa ihastella.

Ja samalla kannattaa muistaa ne kanssatallaajat. Ne muut monimutkaiset molekyylit, jotka ihmettelevät sitä samaa maailmaa.


Turun TEDx-tapahtuman esitykset löytyvät YouTubesta:


Juttua on päivitetty myöhemmin käyttöön saadulla Valtaojan kuvalla, ja lisätty linkit YouTubesta löytyviin esityksiin.

Avaruutta kahdelta kantilta

Tervetuloa Avaruustuubiin - myös täällä Tiedetuubin sivuilla! Uudessa Ursan blogissa kirjoitamme Jari Mäkisen kanssa avaruusasioista: Jari enemmän avaruuslentoihin ja -tekniikkaan keskittyen, minä puolestani avaruustutkimuksesta ja avaruustekniikan keinoin tehdyistä havainnoista ja löydöistä kertoen. Ja Avaruustuubin blogitekstit löytyvät siis myös täältä Tiedetuubi-sivustolta.

Mutta asiaan eli avaruustutkimukseen ja sen tuloksiin – klassisen kliseisellä aloituksella. Antiikin Kreikassa oltiin vielä yleisesti siinä käsityksessä, että asia kuin asia selviää, kunhan sitä fundeerataan riittävän huolella. Moisella periaatteella toki saatiin selko monesta ympäröivään maailmaan liittyvästä ominaisuudesta ja omituisuudesta, mutta aika pian tuli raja vastaan.

Maailmasta pitää tehdä myös havaintoja: katsella, kuunnella, kirjata muistiin ja verrata aiempiin havaintoihin. Ja laatia havaintojen pohjalta teorioita, joiden avulla voi tehdä ennusteita – joihin puolestaan verrataan uusia havaintoja. Näin käsitys eri ilmiöistä kaiken aikaa tarkentuu ja niiden taustalla olevat syyt vähitellen selviävät.

Tätä koeteltua konstia sovellettiin itse asiassa jo ennen antiikin Kreikan kukoistuskautta. Esimerkiksi eri puolilta Eurooppaa löytyneet neoliittiset kivirakennelmat – jonot, kehät ja hautakummut, Suomessa jätinkirkot – on yleensä suunnattu Auringon ja Kuun nousujen ja laskujen sekä seisaus- ja tasauspisteiden mukaan. Se oli mahdollista vain tekemällä kärsivällisesti, vuodesta toiseen, havaintoja taivaan ilmiöistä ja hahmottamalla hiljalleen niiden säännönmukaisuuksia.

Maailmankuvamme mullistui, kun havaintojen tekemiseen alettiin käyttää silmien lisäksi teknisiä laitteita. Alkuun ne olivat erilaisia mitta-aparaatteja, joilla pystyttiin määrittämään kulmia sun muita keskeisiä suureita. Varsinainen vallankumous tapahtui 1600-luvun alkuvuosina, kun silloiset tieteilijät keksivät suunnata uuden keksinnön – kahdesta linssistä koostuvan kaukoputken – kohti yötaivasta.

Kuun pinnalta löytyi kraattereita, Auringosta tummia pilkkuja. Venuksella todettiin olevan samanlaiset vaiheet kuin Kuulla ja Jupiterilla neljä omaa kiertolaista. Öistä taivasta halkova Linnunradan valonauha hajosi lukemattomiksi tähdiksi ja sumumaiset kohteet tähtien muodostamiksi joukoiksi. Maa syrjäytyi maailmankaikkeuden keskuskappaleen paikalta ja koko maailmankaikkeus osoittautui valtavan paljon aiemmin luultua laajemmaksi.

Näkyvän valon alueella toimivilla kaukoputkilla on kuitenkin rajoituksensa. Niillä voi tarkastella kohteita vain – yllättäen – näkyvän valon alueella. Paitsi että avaruuden kohteet säteilevät muillakin aallonpituusalueilla, lukuun ottamatta radioaaltoja ja osaa ultravioletti- ja infrapuna-alueista maailmankaikkeuden säteily ei edes pääse maanpinnalle saakka: se kilpistyy tehokkaasti Maan ilmakehään.

Suuri osa avaruudesta tulevasta säteilystä – gamma- ja röntgensäteily kokonaisuudessaan – jäävät havaintolaitteidemme ulottumattomiin ellei laitteita saada jollain konstilla ilmakehän ylä- ja ulkopuolelle. Ratkaisu siihen löytyi avaruustekniikasta, jota on hyödynnetty jo yli puolen vuosisadan ajan. Ylläolevassa kuvassa on Linnunradan taso eri aallonpituusalueilla: ylhäältä lukien ensin neljällä radioalueen ja sitten kolmella infrapuna-aallonpituudella, näkyvässä valossa sekä röntgen- ja gammasäteilyn aallonpituuksilla.

Kantoraketeilla Maata kiertävälle radalle ja kauemmaskin lähetettyjen satelliittien ja luotainten avulla on saatu avattua koko salattu maailmankaikkeus, koko sähkömagneettinen spektri, koko kiehtova kohteiden ja ilmiöiden kirjo: tähtien kehdoista niiden kuolinkouristuksiin, galaksien kolareista niiden keskustoissa lymyäviin supermassiivisiin mustiin aukkoihin, alkuräjähdyksen hiipuvasta hehkusta superjoukkoja kietoviin kuumiin kaasupilviin.

Kuten Albert Einstein on osuvasti todennut: käsittämättömintä maailmankaikkeudessa on, että se on käsitettävissä. Me tiedämme universumista enemmän kuin koskaan aiemmin, mutta silti se on edelleen täynnä kiehtovia arvoituksia.

Siinä on sarkamme, jota käymme yhdessä perkaamaan. Pysykää kanavalla!

Maailmankaikkeus muuttuu sittenkin

Eilisiltana testailin kaukoputki-jalustayhdistelmää, jolla tähtitaivaan kohteiden etsiminen ei voisi olla helpompaa. Eipä sitä oikeastaan voi edes kutsua etsimiseksi: käsiohjaimen näyttöön naputellaan numero, kaukoputki lähtee kääntymään itsestään oikeaan suuntaan ja voilà – keskellä näkökenttää on haluttu kohde.

Yksi katsomistani kohteista oli Rapusumu, tuo Härän tähdistössä sijaitseva tuhru, jonka John Bevis löysi vuonna 1731 ja Charles Messier kirjasi vuonna 1758 nimeään kantavan listan ensimmäiseksi kohteeksi. Kiinalaiset tähtitieteilijät näkivät vuonna 1054 taivaalle tyhjästä ilmestyneen kirkkaan tähden, joka näkyi keskellä päivääkin. Samalla paikalla on nyt Rapusumu, liki tuhat vuotta sitten räjähtäneen supernovan jäänne.

Ammoisen räjähdyksen voimasta Rapusumu, joka nimestään huolimatta on kaasua eikä juurikaan muistuta herkullista äyriäistä, laajenee edelleen noin 1 500 kilometrin sekuntinopeudella eli lähes 5,5 miljoonan kilometrin tuntinopeudella. Sillä vauhdilla Maasta Kuuhun hujahtaisi alle viidessä minuutissa.

Rapusumulla on etäisyyttä noin 6 500 valovuotta eli vuonna 1054 nähty supernovaräjähdys tapahtui todellisuudessa melkein 7 500 vuotta sitten. Tuhannen vuoden aikana kuolleen tähden kaasun muodostama pilvi on laajentunut niin, että sen läpimitta on nykyisin 5,5 valovuotta. Tai siis oli 6 500 vuotta sitten. Sekavaa? No niin on!

Mutta vuosituhannet eivät tässä nyt ole varsinainen pointti, vaan se, että edellisen kerran tulin katsoneeksi Rapusumua omin silmin noin kaksikymmentä vuotta sitten. Ei Rapusumu niin mielettömän hankala kohde ole löytää, mutta hiukankaan valosaasteen vaivaamalla taivaalla vähän työläs. Ja se erottuu kuitenkin vain utuisena sumuläikkänä, johon ei välttämättä tulisi kiinnittäneeksi sen kummempaa huomiota, ellei tietäisi sumun olevan valovuosien laajuinen kuolleen tähden muistomerkki.

Tähtitaivas on muuttumaton. Niinhän tavataan sanoa – ja lisätä samaan hengenvetoon, että kyllä siellä muutoksia silti tapahtuu. Sama pätee Rapusumuun. Vuosituhannessa se on laajentunut räjähtävästä tähdestä valtaisaksi kaasupilveksi. Mutta kyllä se muuttuu jo kahden vuosikymmenenkin aikana. Ei tietenkään silminnähden, mutta jos vähän laskeskellaan, saadaan tulokseksi, että sen läpimitta on kasvanut sitten viime näkemäni melkein 2 000 000 000 000 kilometriä. Se on aika paljon, yli 12 500 kertaa Maan ja Auringon välinen etäisyys, valovuosissa ilmaistuna 0,2.

Jos käytössäni olisi 20 vuotta sitten ollut hyvä kaukoputki ja kunnollinen kamera, jolla olisin ottanut Rapusumusta kuvan, ja verrannut sitä eilisiltana ottamaani kuvaan (kumpaakaan kuvaa en siis ole ottanut, oheinen otos on Hubble-avaruusteleskoopin arkistoista), Rapusumun ulkomuoto olisi hieman muuttunut. Ei paljon, mutta kuitenkin sen verran, että sen olisi tarkkaan katsomalla huomannut. Vaikka useimmat maailmankaikkeuden muutokset ovat hitaita, mittasuhteet ovat niin suunnattomat, että lyhyessäkin ajassa voi siis tapahtua melkoisia muutoksia. Katsokaa vaikka itse!