Kirjauutuus: Alkuräjähdyksen aikaan

Dan Hooper

Kaiken alku – universumin ensimmäiset sekunnit

2020 Ursa ry.

ISBN 978-952-5985-83-2

Suomentanut Tuukka Perhoniemi

Alkuteos At the Edge of Time – Exploring the Mysteries of Our Universe’s First Second. Princeton University Press.

 

Mitä tapahtui maailmankaikkeuden ensimmäisinä hetkinä? Tätä kysymystä tutkivat hyvin monet kosmologit ympäri maapallon. Tutkijoiden määrästä huolimatta, tietämys kaiken alun tapahtumista karttuu hitaasti, sillä suoria havaintoja on lähes mahdoton tehdä. Kosminen taustasäteily, josta muutama avaruuskaukoputki on tehnyt uraauurtavaa kartoitustyötä, on selkeä raja mutta sekin sijoittuu noin 380 000 vuoden ikäiseen maailmankaikkeuteen. Tapahtumista sitä ennen ei ole saatavissa informaatiota ainakaan sähkömagneettisen säteilyn avulla.

Voisiko kaiken alun tapahtumista saada havaintoja jollakin muulla keinoin kuin fotonien avulla? Aivan varmaa vastausta kysymykseen on vaikea antaa, mutta ehkä gravitaatioaallot voivat paljastaa jotakin, jos vain pystyisimme hyvin matalilla taajuuksilla etenevän gravitaatioaaltorintaman havaitsemaan. Nämä aallot kun voisivat kertoa jotakin siitä, mitä tapahtui ensimmäisen sekunnin aikana. Tätä vaihetta tutkimuksessa joudumme kuitenkin odottaman vielä ainakin vuosikymmenen ennekuin avaruusobservatorio LISA saadaan toimintakuntoon.

Dan Hooper on pimeän aineen tutkija. Pimeä aine kulkeekin koko kirjan läpi ja kirjoittajan tarkastelee sitä eri kanteilta sen mukaan mitä asiaan maailmankaikkeuden alusta on esillä. Milloin, aivan tarkasti, pimeä aine syntyi ja mitä se oikeastaan on? Siinäpä kysymyksiä, joihin tutkijakaan ei pysty vastaamaan. Sen sijaan hän kyllä kuvailee niitä olosuhteita, joita nykyisin eri teorioiden mukaan maailmankaikkeuden alussa olisi voinut olla.

Kirjaa lukiessani koin parikin heureka-hetkeä. Yksi näistä on kosmisen inflaation ymmärtäminen: täydellisen tyhjyyden maailmankaikkeudessa, jossa on vain maailmakaikkeutta laajentava pimeä energia toimi universumia laajentavana tekijänä. Universumin laajetessa myös pimeän energian määrä lisääntyy ja jossakin vaiheessa tultiin siihen pisteeseen, jolloin ainetta ja siten myös gravitaatioaaltoja alkoi syntyä. Inflaatio päättyi ja maailmankaikkeus oli hirvittävän kuuma, tiheä ja valonopeudella laajeneva.

Luultavasti pimeä aine syntyi ensimmäisen sekunnin murto-osan aikana kosmisen inflaation päätyttyä. Dan Hooper pohtii pimeän aineen olemusta sillä pätevyydellä, jolla parin vuosikymmenen tutkijan ura mahdollistaa. Onko pimeä aine wimppejä, siis heikosti vuorovaikuttavia eksoottisia hiukkasia? Vastaus on savolainen: ehkä on, ehkä ei!

Olisiko se supersymmetrisiä hiukkasia? Sekin on mahdollista, mutta tällä hetkellä kaikkein tehokkain hiukkasten kiihdytin-tömäytin LHC Cernissä ei ole pystynyt tuottamaan olosuhteita, jossa mahdolliset supersymmetriset hiukkaset ilmaantuisivat tutkijoittemme iloksi. LHCn ansioluettelossa on Higgsin bosonin löytyminen, mutta sen jälkeen vuosiin ei ole löydetty mitään uutta. Kysymys kuuluukin, että mahtaako niitä supersymmetrisiä hiukkasia olla oikeasti olemassa? Jos on, niin niiden löytäminen vaatii ehkä LHCtä tehokkaamman törmäyttimen rakentamista.

Kirjan teksti on asiapitoista ja hieman kuivahkoa. Luultavasti kirja pitää lukea uudelleen ennen kuin se täysin avautuu maallikolle. Kirjan sisältö voisi olla hieman enemmän jäsennelty, sillä paikka paikoin se vaikuttaa aivan ajatusvirralta. Näistä luettavuuteen vaikuttavista tekijöistä huolimatta kirjan lukeminen on suositeltavaa, sillä parhaimmillaan se avaa aivan uudenlaisen näkemyksen näin maailmankaikkeuden alun tapahtumien ymmärtämiseen.

Kari A. Kuure