Big Bang - tieteen harha-askel?

 

Nykytieteessä yleisesti omaksuttu käsitys, jonka mukaan maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä 12 - 13 miljardia vuotta sitten, perustuu ilmiöön, jota kutsutaan punasiirtymäksi. Sillä tarkoitetaan etäisten galaksien valon kirjossa todettua tiettyjen alkuaineiden spektriviivojen siirtymistä kohti kirjon punaista päätä. Ilmiö on tulkittu eräänlaiseksi doppler-efektiksi, mikä johtuisi valolähteen suuresta etääntymisnopeudesta meihin nähden. Kun punasiirtymää havaittiin joka puolella, se tulkittiin siten, että koko kaikkeus laajenee. Laajenemisnopeuden perusteella on sitten tehty laskelmia siitä, milloin laajeneminen on alkanut eli milloin tapahtui ns. Big Bang.

Punasiirtymän tarkempi tutkiminen on kuitenkin saanut jotkut tutkijat vakuuttuneiksi siitä, että tämä yleinen tulkinta on väärä. Yksi näistä tutkijoista, tähtitieteilijä Halton Arp, teki jo 1960-luvulla tarkkoja havaintoja galaksien, galaksiryhmien ja suurempien galaksijoukkojen punasiirtymistä. Hän huomasi, että esim. Neitsyen galaksijoukon kirkkaimmilla galakseilla, kvasaareilla ja tähtijoukoilla oli myös voimakkaimmat radio- ja röntgensäteilykentät. Niiden olisi siten laajenevan universumiteorian mukaan pitänyt olla miljardien valovuosien etäisyydellä tähtijärjestelmän muista kohteista. Ne kuitenkin kuuluvat selvästi samaan tähtiperheeseen. Looginen johtopäätös tästä oli, ettei punasiirtymä voi johtua pelkästään kohteen etäisyydestä ja etääntymisnopeudesta.

Arpin havaintojen mukaan suurten galaksijoukkojen (supergalaksien) keskustassa sijaitsee tavallisesti joukon suurin galaksi, ja sillä on myös alhaisin punasiirtymä. Ympäröivien galaksien punasiirtymä korostuu asteittain reunaa kohti, missä punasiirtymä on suurin. Näin ollen Big Bang -kosmologia rikkoo galaksijoukon, sillä sen mukaan keskusgalaksi olisi meitä lähinnä ja muut kauempana; sitä enemmän mitä lähempänä reunaa ne ovat. Jos nyt galaksien punasiirtymissä olevat erot huomioidaan ja punasiirtymien perusteella määritellään, mitkä galaksit kuuluvat samaan joukkoon, saadaan melko kummallinen kuva, jos punasiirtymä tulkitaan perinteisesti (ks. kuva). Se, mikä edestä päin näyttää olevan yhtenäinen joukkko, olisikin itse asiassa jotain ihan muuta.

Tällainen tilanne ei suinkaan ole poikkeus; sama koskee kaikkia suuria galaksijoukkoja. Näin ollen jokainen supergalaksi olisi kuin pitkäksi soikioksi puhallettu saippuakupla, jonka keskus osoittaa kohti Maata ja 'häntä' siitä poispäin. Big Bang -teorian kannattaja joutuu nyt pohtimaan, merkitseekö tämä Galilein kumoaman maakeskisyyden hyväksymistä suuressa mittakaavassa? Tällaista ajatusta tiedepiireissä kuitenkin vierastetaan. Mainittakoon, että galaksien kuuluminen samaan 'perheeseen' voidaan usein todeta muistakin seikoista, kuten yhtenäisestä liikkeestä muihin joukkoihin nähden.

Arpin lanseeraaman sisäisen punasiirtymän (intrinsic redshift) pohjalta universumista muodostuu täysin erilainen kuva. Meitä 12 miljardin valovuoden säteellä ympäröivän avaruuden sijaan tulee maailmankaikkeus, jonka rajoja ei voi määrittää; se voi olla jopa loputon. Havaitsemamme alue sen sijaan on luultua pienempi, halkaisijaltaan ehkä vain joitakin satoja miljoonia valovuosia. Tämän havaintoalueemme ulkopuolella on sitten tuntematon määrä tuntemattomia extragalaktisia kohteita.

Arpin mukaan suuri punasiirtymä ei siis merkitse kohteen suurta etäisyyttä tai että se etääntyisi suurella nopeudella, vaan lähinnä sen nuorta ikää. Meitä lähellä oleviin, paikallisiin tähtijärjestelmiin kuuluu siten huomattavasti enemmän galakseja ja supergalakseja kuin on uskottu, koska monet kohteet sijaitsevat luultua lähempänä. Käsitykset törmäävistä tai yhtyvistä galakseista ja mustista aukoista ovat hänen mukaansa enemmän tai vähemmän virheellisiä. Puuttuvaa 'pimeää' ainetta ei tarvita, eikä universumin ikää voi laskea kaikkeuden laajenemisen pohjalta. Suuren punasiirtymän omaavien kohteiden etäisyydet, massat ja valovoimat ym. täytyy laskea uudelleen.

Halton Arpin tutkimukset joutuivat saman kohtalon alaisiksi kuin aikoinaan Galileo Galilein esittämät näkemykset. Tiedeyhteisön mielestä ne olivat 'harhaoppia', minkä leviämistä ei haluttu edistää. Observatorio esti häntä lopulta saamasta aikaa teleskoopin käyttöön ja tähtitieteelliset julkaisut kieltäytyivät julkaisemasta hänen tutkimuksiaan. Hän on kuitenkin julkaissut kaksi aihetta käsittelevää kirjaa ('Quasars, Redshifts and Controversies' ja' Seeing Red'), ja nyttemmin eräät muutkin tutkijat ovat alkaneet vakavasti pohtia hänen esittämiään näkökohtia.



Tiedeyhteisön suvaitsemattomuudesta

11.07.05