Universumin kehitys ja faktat

 


Linnunradan kierteisgalaksi

Miten tähdet ja tähtijärjestelmät ovat syntyneet? Eräs tähtitieteen popularisoija sanoi jokin aika sitten televisiossa: "Me tiedämme, miten universumi on syntynyt ja kehittynyt.. paitsi ehkä ihan alkuhetkeä lukuun ottamatta.." Seuraavassa muutamia seikkoja, jotka osoittavat tuon tietämyksen parhaimmillaankin hyvin suhteelliseksi:

 

Galakseista

Galaksit eivät koskaan esiinny yksinään. Ne ovat aina pareittain tai suurempina galaksijoukkoina. Kaasumaisen materiaalin tiivistyminen ei kuitenkaan suosi tällaisia rakenteita. Yleensä galaksit eivät edes sisällä tarpeeksi ainetta, mikä selittäisi niiden kerääntymisen yhteen. Massa suhteessa ympäröivään avaruuteen on liian pieni tuottamaan tarvittavan gravitaatiokentän. Tämä on ongelma varsinkin siinä vaiheessa, jolloin (teorian mukaan) oli vain vetyä ja hieman heliumia. Nämä kaasut kun eivät paina juuri mitään.

Galaksit ovat tavallisesti kiekon tai lautasen muotoisia ja niiden keskiosassa on pallomainen pullistuma. Miksi ne oikeastaan ovat kiekkomaisia? Tällaisia rakenteita on hyvin vaikea selittää esim. gravitaation ja pyörimisliikkeen yhteisvaikutuksen pohjalta. Niinpä on oletettu, että 97 % universumin materiasta olisi "pimeää ainetta" joka jotenkin puristaisi galaksit yhteen, mutta sellaisesta ei kuitenkaan ole mitään havaintoja.

Jokainen galaksi kaikkine tähtineen kiertää keskipisteensä ympäri. Pyörimisliike on usein niin nopea, että tähtien olisi pitänyt jo poistua galaksistaan (ainakin, mikäli miljardit vuodet olisivat totta). Niin ei kuitenkaan ole tapahtunut. Kaikki nämä tosiseikat viittaavat siihen, että galaksit ovat muotoutuneet nykyisiin muotoihinsa ja pysyvät yhdessä joidenkin selittämättömien ja tuntemattomien luonnonvoimien vaikutuksesta.

Tähdistä

Yli puolet kaikista havaituista ja tutkituista tähdistä on kaksoistähtiä tai useamman tähden järjestelmiä, joissa tähdet kiertävät toisiaan. Sitäkään on vaikea selittää oletetun kehityksen myötä tapahtuneiden sattumien tuloksena. Niiden pitäisi useimmissa tapauksissa joko törmätä toisiinsa tai häipyä omille teilleen. Asiaa voi havainnollistaa kuvittelemalla mitä tapahtuisi, jos avaruudessa kaksi, kolme tai neljä magneettia lähestyisivät toisiaan. Olisi äärimmäisen epätodennäköistä, että ne asettuivat kiertämään toisiaan.

Kaksoistähdet ovat lisäksi useimmiten koostumukseltaan hyvin erilaisia, mikä käy ilmi niiden kiertoliikkeistä yhteiseen keskipisteeseen nähden. Koska ne todennäköisesti olisivat kehittyneet jokseenkin samaan aikaan ja samasta materiasta, niiden olettaisi myös olevan samanlaisia. Muutaman poikkeuksen voisi vielä ymmärtää, mutta tämän ilmiön säännöllistä esiintymistä eivät tähtien kehitysteoriat osaa selittää.

Uudet havainnot kumoavat myös yleisen teorian tähtien kehityskaaresta. Ikääntyvän tähden on uskottu vähitellen suurenevan ns. punaiseksi jättiläiseksi ja romahtavan sitten kasaan valkoiseksi kääpiöksi. Äskettäin on kuitenkin havaittu, että on olemassa tiettyjä fysikaalisia esteitä tällaiselle kehityskululle. Olettua massiivista säteilyvuotoa tähden kutistumisvaiheessa ei voisi tapahtua, koska tähden gravitaatiokenttä estäisi sen.

Tähtijoukot

Näiden kaksois- ja kolmoistähtijärjestelmien lisäksi on olemassa massiivisia tähtijoukkoja, joissa tähtiä voi olla 20 000:sta jopa miljoonaan. Pelkästään Linnunrata-galaksissamme arvellaan olevan satoja tällaisia tähtijoukkoja. Usein ne ovat pallomaisia, kuten alla kuvattu M13, joten herää kysymys, mikseivät myös galaksit ole sellaisia? Näissä tähtijoukoissa puolestaan on arvoituksellista, ettei niissä ole lainkaan muualla niin tavallisia kahden tai useamman tähden järjestelmiä.


Pallomainen tähtijoukko M13

Nämä tähtijoukot ovat erittäin stabiileja, vaikka olettaisi niiden päinvastoin olevan hyvin epävakaita. Satunnaisten häiriöiden todennäköisyys ja törmäilyjen mahdollisuus on tällaisissa joukoissa paljon suurempi kuin yksittäisten tähtien kohdalla. Yleinen oletus, jonka mukaan suuret tähtijoukot olisivat ajan myötä vähitellen järjestyneet nykyisiin muotoihinsa ei ole oikein uskottava siitä syystä, että tällöin pitäisi olla myös joitakin suhteellisen harvoja tähtiä sisältäviä joukkoja. Tähtijoukkoon sisältyy kuitenkin aina tähtiä tietty vähimmäismäärä, jota pienempiä muodostelmia ei esiinny.

Jokainen tähtijoukko kiertää erikseen keskipisteensä ympäri ja lisäksi liikkuu usein galaksin tason suunnassa toisiin tähtijoukkoihin nähden. Silti tähtien törmäyksiä tapahtuu tuskin koskaan. Onkin huomattu, että näissä joukoissa tähdet eivät koskaan mene tiettyä etäisyyttä (n. 3.5 valovuotta) lähemmäksi toisiaan. Tätäkin on vaikea ymmärtää pelkkien satunnaisten liikkeiden tulokseksi.

Kierteisgalaksit

Tähtijoukkoja monin verroin suurempia ovat elliptiset kierteisgalaksit, kuten Linnunrata, jonka tähtien lukumääräksi arvioidaan nykyään n. 200 miljoonaa. On täysin mahdotonta, että satunnaiset liikkeet ja räjähdykset voisivat tuottaa sellaisia. Mikä pitää ne yhdessä ja estää niitä hajoamasta tai romahtamasta? Mikä on saanut tähdet kerääntymään tällaisiksi valtaviksi joukoiksi, joita erottaa toisistaan satojen valovuosien tyhjyys?

Galaksijoukot

Vaikka galaksit ovat hyvin kaukana toisistaan, nekään eivät silti ole jakautuneet avaruuteen tasaisesti vaan muodostavat useamman galaksin ryhmiä, galaksijoukkoja (superjoukkoja, supergalakseja), joiden keskustassa on tavallisesti yksi tai kaksi jättimäistä elliptistä galaksia.

Termodynamiikan lait

Energia voi periaatteessa muuntua aineeksi, mutta tarvitsee siihen jonkin 'operaattorin'. Energian häviämättömyyden laki osoittaa, ettei energiaa synny itsestään tyhjästä ja Entropian lain mukaan kaikki järjestelmät siirtyvät kohti suuremman satunnaisuuden ja pienemmän järjestyneisyyden tilaa. Yhdessä ne siten vastustavat kaikenlaisten järjestyneiden rakenteiden itsestään syntymistä. Einsteinin mukaan näitä kahta luonnonlakia ei voida mitenkään kiertää. Näin ollen näyttää vahvasti siltä, että on tarvittu jokin universumin ulkopuolinen vaikuttaja.

Simulaatioista

Tähtien kehityshypoteesit eivät perustu suoriin havaintoihin vaan etupäässä matemaattisiin laskelmiin. On myös tehty vaikuttavia tietokonesimulaatioita, jotka näyttäisivät tukevan teoreettisia laskelmia galaksien kehityksestä. On kuitenkin muistettava, että simulaatioiden takana on aina jokin matemaattisiin kaavoihin perustuva ohjelma, joka puolestaan perustuu tiettyihin esioletuksiin.

Tietokoneen kuvaruudulla kaasupilviä tai yksittäisiä tähtiä simuloivien kuvapisteiden liikkeet ovat pakostakin rajoitettuja, koska niiden on pysyttävä tietokoneen suhteellisen pienellä näytöllä. Tästä johtuen niiden väliset etäisyydet eivät ole oikeassa suhteessa todellisiin etäisyyksiin. Jos esim. pienentäisimme kaiken kymmenesbiljoonasosaan todellisesta koostaan, silloin Aurinkoa (jonka halkaisija on noin 1.2 miljoonaa km) simuloisi näytöllä noin 0.12 mm kokoinen piste. Tällöin Auringosta yhden valovuoden (noin 9.5 biljoonaa km) etäisyydellä oleva taivaankappale olisi jo lähes kilometrin päässä! Tätä voi verrata siihen, että koko avaruuden läpimitaksi arvioidaan nykyään n. 13.7 miljardia valovuotta!

Universumin - sen paremmin kuin elämänkään - kehityksestä ei ole suoria empiirisiä havaintoja. Kumpikin perustuu 'myyttisiin' alkuoletuksiin, joiden tueksi ei ole olemassa kiistattomia todisteita. Kaiken kaikkiaan näyttää siltä, että näiden hypoteesien kohdalla olisi tietämisen sijasta oikeampaa puhua uskomisesta tai luulemisesta, siksi paljon epävarmuustekijöitä niihin liittyy.

 

Aiheesta enemmän (engl):
Evolution Cruncher

 
 
 
19.06.07