Avaruusteleskooppi havaitsi salaperäisen ja suunnattoman suuren kohteen, joka voi mullistaa käsityksemme maailmankaikkeuden synnystä
Käsityksemme maailmankaikkeuden alkuvaiheista ei ole tarkka. Yksi mysteereistä on, syntyivätkö tähdet ennen mustia aukkoja. Uusi löytö voi tuoda pohdintaan ratkaisun.
The Atlanticin alkuperäisen, englanninkielisen jutun voit lukea tästä linkistä.
Kun tutkimme maailmankaikkeutemme alkuperää, joudumme vastakkain syvällisten muna vai kana -kysymysten kanssa.
Tiedämme, että alkuräjähdys tapahtui; kosmologit näkevät sen jälkihohteen taivaalla. Mutta kukaan ei tiedä, olivatko fysiikan lait tai edes aika itse olemassa ennen tuota hetkeä. Emmekä voi sanoa tarkalleen, mitä sen jälkeen tapahtui.
Se, missä järjestyksessä tietyt taivaankappaleet syntyivät varhaisessa maailmankaikkeudessa, on vahvasti kiistanalainen.
Pitkään alkuräjähdyksen jälkeen juuri mitään ei voinut muodostua. Koko avaruus oli kiehuvan plasman täyttämä; se oli liian kuuma ja kaoottinen, jotta mikään rakenne olisi voinut jähmettyä. Kului satojatuhansia vuosia ennen kuin edes pieni vetyatomi saattoi pysyä koossa.
Noin sata miljoonaa vuotta myöhemmin valtavat vetypilvet tiivistyivät ja tähdet syttyivät loistamaan. Useimpien kosmologien mielestä nämä tähdet olivat ensimmäisiä suuria, vapaasti leijuvia rakenteita? Ne valaisivat universumimme, ja mustat aukot ilmaantuivat vasta myöhemmin. Jotkut ovat kuitenkin sitä mieltä, että järjestys oli päinvastainen.
Syvältä avaruudesta, kaikkein muinaisimpien valmiiden galaksien tuolta puolen, tähtitieteilijät ovat nyt löytäneet salaperäisen ja suunnattoman suuren kohteen, joka saattaa olla alkukantainen musta aukko.
Lokakuussa osa heistä julkaisi analyysin kohteesta James Webb -avaruusteleskoopin havaintojen perusteella. Jos heidän tulkintansa pitää paikkansa, käsityksemme siitä, miten maailmankaikkeus kehittyi, joutuu perusteelliseen remonttiin.
”Tähtitieteilijät ovat nyt löytäneet salaperäisen ja suunnattoman suuren kohteen.”
Jo kauan ennen kuin mustia aukkoja havaittiin todellisuudessa, ne olivat teoreettisia olentoja, tieteellisen mielikuvituksen tuotteita.
Vuonna 1783 englantilainen luonnonfilosofi John Michell ehdotti ”pimeiden tähtien” olemassaoloa: kappaleita, joiden massa on niin tiivistä, ettei edes valo pystyisi pakenemaan niiden painovoimaa. Michell päätteli asian Newtonin laeista.
Yli sata vuotta myöhemmin Karl Schwarzschild ja Robert Oppenheimer sovittivat hänen pimeä tähti -ideansa Einsteinin yleiseen suhteellisuusteoriaan. He osoittivat, miten ultratiheä tähti voi romahtaa yhä pienemmäksi siihen pisteeseen saakka, että aika-avaruus kaartuu takaisin itseensä ja vangitsee valon mustaan aukkoon.
Kaikki tämä työ tehtiin liitutauluilla ja muistivihoissa. Mustat aukot pysyivät käsitteellisinä, kunnes vuonna 1972 tähtitieteilijät vahvistivat havainneensa sellaisen. Seuraavina vuosikymmeninä näitä eksoottisia kohteita löydettiin kaikkialta taivaalta.
Niitä on nähty sekä pieniä että suuria. On havaittu myös aika-avaruuden pienenpieniä värähtelyjä, jotka säteilevät ulospäin kahden yhdistyvän mustan aukon törmäyksestä. On opittu, että useimpien – ellei kaikkien – galaksien keskustassa on musta aukko.
Linnunradan keskellä oleva supermassiivinen yksilö syöksee hiukkassuihkuja, jotka laajenevat valtaviksi kupliksi. Nämä kuplat näyttävät auttavan säätelemään tähtien muodostumista ja muita kosmisia prosesseja täällä, ainoassa tunnetussa elämän asuttamassa galaksissa.
Valtaosa tähtitieteilijöiden tunnistamista mustista aukoista näyttää olevan romahtaneita tähtiä. Mutta jotkut teoreetikot, Stephen Hawking mukaan lukien, ovat ehdottaneet, että universumissa saattaa olla muitakin mustien aukkojen lajeja.
Inflaation aikana – laajenemistapahtumassa, joka teorian mukaan koettiin heti alkuräjähdyksen jälkeen – kvanttivaihtelut olisivat voineet saada suuria osia kosmosta luhistumaan sisäänpäin spontaanisti ja muodostamaan mustia aukkoja ennen kuin yhtäkään tähteä oli ehtinyt syntyä.
Kosmologit ovat kuitenkin joutuneet pohtimaan, millaiset mekanismit voisivat synnyttää näin suuria vaihteluja. Jos James Webb -avaruusteleskoopin havaitsema arvoituksellinen kohde todella on alkukantainen musta aukko, heidän on palattava liitutaulujen ja muistivihkojen äärelle.
Se, että voimme ylipäätään kurkistaa johonkin varhaisen universumin ajanjaksoon, on teknologinen ihme. Webb-teleskooppi löysi tämän kohteen kaukaa pimeältä alueelta viimeisten näkyvien galaksien tuolta puolen, missä ainoita loistavia kohteita ovat todennäköisesti protogalaksit ja muut kosmisen aineksen palaset eri syntyvaiheissaan.
Mustat aukot on vaikea havaita silloinkin, kun ne ovat lähellämme, koska ne vangitsevat valon. Mustan aukon näkemiseksi tähtitieteilijät tukeutuvat sen lähimaterian kokeman rajun väkivallan jälkiin. sinkoaa kipinöitä sähkömagneettisen säteilyn muodossa. Mutta jos uusikin kohde on musta aukko, sen ympärillä on vain niukasti ainetta, joten se ei sinkoa juuri kipinöitä. (Kosmologian termein se on lähes alaston.)
Suurin osa siitä, mitä tähtitieteilijät näkevät sen lähistöllä, on alkuräjähdyksestä jäänyttä vetyä ja heliumia – ei sellaista, mitä odottaisi tähden romahtamisesta syntyneeltä mustalta aukolta.
”Se, että voimme ylipäätään kurkistaa varhaisen universumin ajanjaksoon, on teknologinen ihme.”
Tarvitaan paljon lisää havaintoja – ja luultavasti suurempi avaruusteleskooppi – jotta voidaan varmistaa, onko kyse alkukantaisesta mustasta aukosta.
Kuvamme tästä kohteesta otettu koko havaittavan universumin toiselta laidalta. Ne tuskin kelpaavat muuksi kuin suttuisiksi välähdyksiksi, eikä niistä tehtyä analyysiä ole vielä vertaisarvioitu.
Irlantilaisen Maynoothin yliopiston teoreettinen kosmologi Peter Coles on todennut, että kohde saattaa olla myös jokin muu outo taivaankappale. Toiset kosmologit puolestaan ehdottivat minulle, että kyseessä saattaisi olla musta aukko, joka on muodostunut suoraan kaasupilvestä ilman, että se oli ensin tähti.
Se voi olla jotakin aivan muuta. Tähtitieteen rajamailla houkuttelevilla uusilla havainnoilla on tapana paljastua kangastuksiksi.
Ehkä tämäkin havainto on tulkittu väärin. Saatamme löytää kiistattoman todisteen siitä, että tähdet ovat vanhempia kuin mustat aukot, kuten kosmologit ovat pitkään olettaneet.
Silti mustat aukot säilyttävät tietyn ontologisen etumatkan, sillä ne kestävät paljon tähtiä pitempään. Niiden näkökulmasta tähti on vain väliaikainen vaihe, kotelo. Jos universumi jatkaa laajenemistaan kosmologien ennustamalla tavalla, koittaa päivä, jolloin tähtien synty lakkaa kokonaan. Kymmenien biljoonien vuosien kuluttua viimeisetkin tähdet sammuvat.
Kun tuo viimeinen tähti jäähtyy ja pimenee, mustien aukkojen aikakausi on vasta nuori. Mustien aukkojen elinkaari on paljon, paljon pidempi kuin koko tähtien valaisema aikakausi. Kaikista kosmoksen muodoista ne kuuluvat kestävimpien joukkoon.
Pohjimmiltaan tämä universumi kuuluu mustille aukoille.
©2025 The Atlantic Monthly Group. Kaikki oikeudet pidätetään. Jakelu: Tribune Content Agency, LLC.
Artikkeli on käännetty tekoälyn avulla.
