Ennen kaikkeuden alkua...

Olen aiheessa, joka on itsessään räjähdys herkkä. Enkä tarkoita tällä singulariteettia, joka edelsi mahdollisesti ennen alkuräjähdystä ja jonka johdosta ajatellaan maailmankaikkeuden tulleen olemassa oloon, vaan josta kautta historian ovat evolutionistit ja kreationistit luoneet omat teoriansa ja selitteet kaikkeuden synnystä. Tähän väliin mahtuu myös muita tuhansia- ja taas tuhansia käsityksiä maailmankaikkeuden syntyhistoriasta, joita muihin uskontoihin ja pakanauskontoihin kuuluvat kansat ovat sisällyttäneet omiin uskomuksiinsa kautta historian. Muinaiskansojen mytologioista voimme myös ammentaa mitä ihmeellisimpiä tarinoita aiheesta.

"Vierailijana ajassa ja avaruudessa" käyn kuitenkin omaa pohdintaa asiasta ja tuon oman näkökantani perimmäisiin kysymyksiin, jotka ovat askarruttaneet itseäni, mutta joihin en usko löytäväni oikeaa vastausta oman elinikäni aikana.

Tyhjästä on paha nyhjästä...

...On sanonta, johon päädytään, kun mietimme, mitä oli ennen "alkuräjähdystä."

Tunnetut kosmologit heittävät seuraavanlaisen ajatuksen, jota en kuitenkaan itse ymmärrä ja joka kuulostaa vähintäänkin mielestäni hiukan hölmöltä ja absurdilta.

"Monesti on sanottu että "alkuräjähdys" ja "ennen" ovat huonoja sanoja, koska niihin sisältyy ajatus, että jotain räjähti, ja ajatus hetkestä ennen alkuräjähdystä voi olla yhtä mieletön kuin paikasta, joka sijaitsee pohjoisnavalta pohjoiseen." Lainaus päättyy.

Edellä lainattua kosmologien ajatus ei aukea minulle, eikä se minulle edes metaforisesti selitä yhtään mitään. En edes ymmärrä kuinka vertausta "pohjoisnavalta pohjoiseen" tulisi ylipäätään käsittää, jos verrataan ajatusta kysymykseen; "mitä oli ennen alkuräjähdystä?"

Olisiko tässä kohden syytä perehtyä siihen, mikä on alkuräjähdys ja miksi tähän teoriaan on päädytty.

Alkuräjähdys - "Big bang" teorian alkuperä...

Belgialainen Georges Lemaitre, joka oli tähtitieteilijä ja katolinen pappi, ehdotti 1927 ensimmäisenä maailmankaikkeuden syntyneen alkuräjähdyksestä ja täten pohjusti modernin kosmologian Teoriaa tukivat Edwin Hubblen 1929 tekemät havainnot galaksien toisistaan loitontumisesta. Alkuräjähdysmalli muotoutui konsensusmalliksi 1960-luvulla ja on yhä tieteen nykyinen standardimalli.

Teorian mukaan maailmankaikkeus syntyi äärimmäisen tiheästä ja kuumasta tilasta noin 13,8 miljardia vuotta sitten niin kutsutussa alkuräjähdyksessä ja on siitä lähtien jatkuvasti laajentunut. Yleisesti on ehdotettu että asiaa pitäisi ennemminkin ajatella spontaanina laajenemisena. Kaikki muu ajasta ennen alkuräjähdystä on teoreettista spekulaatiota nykytietämyksellä, mutta joitakin matemaattisia teorioita on esitetty, ja alkuräjähdys voi olla täysin järkiperäisen tutkimuksen kohteena.

Teorioita on myös maailmankaikkeuden singulariteetista, jossa maailman kaikkeus laajenee, kunnes joskus tuhoutuu ja kiertokulku alkaa maailmankaikkeuden synnystä alkaa taas uudestaan alkuräjähdyksestä. Useat tutkijat päättelevätkin, että tämä on varteenotettava mahdollisuus, jolla selittyisi myös alkuräjähdyksen prosessi ja räjähdystä edeltävä aika.

Multiversumi...

Saamme tuon tuosta lukea ja kuulla myös Multiversumista, josta kosmologit ja fyysikot ovat kiinnostuneet, koska oikein muotoillun multiversumiteorian uskotaan ratkaisevan monia hiukkasfysiikan ja avaruuden rakenteeseen liittyviä ongelmia. Koska rinnakkaismaailmankaikkeuksien havaitseminen on suorilla keinoilla mahdotonta ja epäsuorillakin hankalaa, niiden olemassaoloa ei pystytä näin ollen todistamaan. Oikeanlaisen multiversumiteorian päätteleminen omasta maailmankaikkeudesta on joko vaikea tai mahdoton haaste. Siksi moni kiistää multiversumin mahdollisuudenkin.

Todiste kaiken alusta...

Vuonna 1916 julkistettu Albert Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria viittasi siihen, että kaikkeus joko laajenee tai supistuu. Se oli kuitenkin täysin vastoin tuolloin yleisesti hyväksyttyä näkemystä kaikkeuden vakaudesta, johon Einsteinkin silloin uskoi. Siksi hän lisäsi laskelmiinsa suureen, jota hän kutsui "kosmologiseksi vakioksi". Sen tarkoituksena oli saada teoria sopimaan yhteen tuon hyväksytyn näkemyksen kanssa, jonka mukaan kaikkeus on vakaa ja muuttumaton.

1920-luvulla karttuneet todisteet saivat Einsteinin kuitenkin sanomaan tuota suhteellisuusteoriaan tekemäänsä muutosta "elämänsä suurimmaksi erehdykseksi". Todisteita saatiin kokoon, kun Mount Wilsonille Kaliforniaan asennettiin valtaisa 2,5-metrinen kaukoputki. Sillä 1920-luvulla tehdyt havainnot todistivat, että maailmankaikkeus tosiaan laajenee!

Aiemmin oli suurimmilla kaukoputkilla voitu erottaa ainoastaan Linnunratamme yksittäisiä tähtiä. Havainnoitsijat olivat kyllä panneet merkille sumuisia valoläikkiä, mutta yleensä niitä luultiin omaan galaksiimme kuuluviksi kaasupyörteiksi. Mount Wilsonin voimakkaammalla kaukoputkella Edwin Hubble erotti noista sumuista kuitenkin yksittäisiä tähtiä. Myöhemmin nämä utuiset valoläikät tunnistettiin vastaavanlaisiksi galakseiksi kuin on Linnunrata. Nykyään arvioidaan, että galakseja on 50-125 miljardia ja kussakin niistä on jopa satoja miljardeja tähtiä! Nämä luvut ovat vain varovaisia arvioita. Kuinka paljon galakseja on todellisuudessa?

1920-luvun lopulla Hubble havaitsi myös, että nuo galaksit etääntyvät meistä ja että mitä kauempana ne ovat, sitä nopeammin ne etääntyvät. Tähtitieteilijät määrittävät galaksin loittonemisnopeuden spektrografilla, joka mittaa tähdistä tulevan valon aallonpituuden. Kaukaisista tähdistä tuleva valo ohjataan prisman läpi, joka hajottaa valon sen eri väreihin.

Havainnoitsijasta poispäin liikkuvan kohteen valo on punertavaa, ja tätä ilmiötä sanotaan punasiirtymäksi. Lähestyvän kohteen valolla on puolestaan sinisiirtymä. On merkittävää, että muutamaa lähigalaksia lukuun ottamatta kaikkien tunnettujen galaksien spektrissä näkyy punasiirtymä. Siksi tutkijat ovat varmoja siitä, että kaikkeus laajenee järjestelmällisesti. Laajenemisen vauhti määritetään mittaamalla spektrin punasiirtymä.

Mitä on päätelty siitä, että kaikkeus laajenee? Eräs tutkija neuvoi ajattelemaan vastakkaista prosessia eli kuvittelemaan, että laajenevaa kaikkeutta kuvaava elokuva esitettäisiin takaperin, jotta katsoja näkisi kaikkeuden varhaisemman historian. Tällöin kaikkeuden nähtäisiin supistuvan eli kutistuvan, ja lopulta se palaisi yhteen alkupisteeseen.

Huomattava fyysikko Stephen Hawking päätteli vuonna 1993 julkaistussa kirjassaan: "Tiede voi ennustaa, että maailmankaikkeudella on täytynyt olla alku." (Black Holes and Baby Universes and Other Essays.)

Vielä muutama vuosi sitten harva uskoi näin. Fred Hoyle oli maineikas tiedemies, joka ei kannattanut käsitystä kaikkeuden syntymisestä "big bangissa", kuten hän alkuräjähdystä pilkallisesti kutsui. Hän väitti muun muassa, että jos alku olisi ollut dynaaminen, siitä olisi pitänyt jäädä jonkinlainen jälki maailmankaikkeuteen. Pitäisi olla ikään kuin fossiilisäteilyä, jokin heikko jälkihehku avaruudessa. Mihin sellaisen taustasäteilyn etsiminen johti?

The New York Times 8.3.1998 kertoi, että vuoden 1965 paikkeilla "tähtitieteilijät Arno Penzias ja Robert Wilson löysivät maailmankaikkeuden täyttävän taustasäteilyn, alkuräjähdyksestä jäljelle jääneen pilkahduksen". Kirjoituksessa jatkettiin: "[Alkuräjähdys]teoria näytti olevan lopullisesti vahvistettu."

Penziasin ja Wilsonin havaintoa seuraavina vuosina heräsi kuitenkin kysymys, miksei säteilyssä ollut havaittu pieniä eroja, jos alkuräjähdysmalli tosiaan oli oikea: jotta galaksit olisivat voineet syntyä, kaikkeudessa olisi täytynyt olla ympäristöään kuumempia ja tiheämpiä alueita, missä aine olisi voinut tiivistyä. Sellaisia poikkeamia ei kuitenkaan löytynyt niiden kokeiden avulla, joita Penzias ja Wilson tekivät maapallon pinnalta käsin.

Tämän vuoksi Yhdysvaltain ilmailu- ja avaruushallitus NASA laukaisi marraskuussa 1989 lähiavaruuteen COBE-satelliitin (Cosmic Background Explorer). Sen tekemiä havaintoja kuvailtiin käänteentekeviksi. Professori Block selitti: "COBEn mikroaaltoradiometrin ilmoittamat värähtelyt olivat juuri niitä maailmankaikkeuteen jääneitä vaihteluja, jotka miljardeja vuosia sitten johtivat galaksien muodostumiseen."

Seuraus todisteista...

Mitä voimme päätellä siitä, että maailmankaikkeudella on ollut alku? Robert Jastrow sanoi: "Sitä voidaan kutsua alkuräjähdykseksi, mutta sitä voi myös täsmällisesti kutsua syntyhetkeksi." Kosmisen taustasäteilyn löytänyt Penzias sanoi: "Tähtitiede johtaa meidät ainutlaatuiseen tapahtumaan, maailmankaikkeuteen joka on syntynyt tyhjästä." Lisäksi COBE-työryhmän vetäjä George Smoot totesi: "Löytömme todistaa maailmankaikkeuden synnyn puolesta."

Onko järkevää päätellä, että jos kaikkeudella on ollut alku, syntyhetki, niin jokin tai joku on pannut sen alkuun, saanut sen syntymään? Monien mielestä on. Smoot sanoi COBEn havainnoista: "On kuin katsoisi Jumalaa." Tällainen Smootin päätelmä herättääkin minussa paljon kysymyksiä tieteestä ja raamatusta, joissa kummassakin näen "aukkoja" ja joihin haluan saada ehdottomasti täsmällisiä ja tyydyttäviä vastauksia. Seuraavassa blogipostauksessa pureudun raamatun ja tieteen yhteneväisyyksiin ja ristiriitoihin kaikkeuden synnystä ja sen tarkoituksesta.

Maailmankaikkeuden laajenemisen seuraukset?

Big bang-alkuräjähdys teoria ei tyhjentävästi selitä, mitä oli ennen alkuräjähdystä ja kysymys jää avoimeksi. Vaikka tiedeyhteisö väittää, että tyhjyydestä voi muodostua pienhiukkasia, herää kysymys, mistä ja miten pienhiukkaset syntyvät? Voisiko olla niin, että maailmankaikkeuden laajentuessa, tavallisen aineen, säteilyn ja pimeän aineen tiheys siinä vähenee nopeammin kuin energian tiheys, mikä tekee maailmankaikkeudesta lopulta pimeä energia painotteisen. Nykyisten havaintojen mukaan pimeän energian energiatiheys kaikkeudessa on jo suurempi kuin muun aineen tiheys. Pimeä energia on kosmologinen vakio, jolloin maailmankaikkeus tulee laajentumaan eksponentiaalisesti. Tapahtumaketjujen jälkeen oletetaan, että tähdet nielaisevat lopulta itse itsensä suuret tähdet, kuten auringot kutistuvat tai paineen voimasta räjähtävät... Olisiko niin, että tämä tapahtuma prosessi toistuu ja maailmankaikkeuden lopullinen "räjähtäminen" olisi selitys taas "uuden maailmankaikkeuden" syntyyn?  

Toivotan sinut mukaani pohtimaan perimmäisiä kysymyksiä kaikkeudesta, sen olemassa olosta ja elämästä sekä sen tarkoituksesta myös seuraavaan blogipostaukseeni, jossa käsittelen kreationismia ja sen jälkeistä maailmankaikkeutta.