Onko musta aukko pimeää ainetta?

Viikon suurin tiedeuutinen oli yksi kuva, jonka tuottamiseen tarvittiin 200 tutkijaa ja toistakymmentä radioteleskooppia. Tämän kuvan mustasta aukosta - tai tarkemminkin sen ympäristöstä -  ovat monet jo nähneet. Kuva, kaiken rakentelun jälkeen, on juuri sellainen kuin teoria sen ennusti olevan. Mutta nyt siis musta aukko on havaittu ja havainto todistettu kaikelle kansalle.

Saavutus oli merkittävän yhteistyön tulos enkä lähtisi lopputulostakaan kritisoimaan. Varmaankin se on paras mahdollinen niin kaukaisesta kohteesta. Sitä on verrattu samaan kuin kuvaisi appelsiiniä kuun pinnalla tai golfpallon ympyrämäisiä upotuksia toisella puolella maapalloa.  Kun ottaa huomioon valtavan etäisyyden, tämän mustan aukon itsessään on oltava valtavan suuri. Suurin osa aurinkokuntaa menisi sen sisään.

Mitä tästä sitten opimme?

Se vahvisti jälleen kerran Einsteinin teorian siitä, että gravitaatio on avaruuden kaareuma.1 Mustalla aukolle on merkittävä gravitaatiovaikutus, vaikka sieltä ei pääse mitään ulos. Olen jo aikaisemmin kirjoittanut siitä, miten tämä teoria ja sitä tukevat havainnot yksiselitteisesti estävät alkuräjähdyksen.2 Tieteessä aikaisemmin spekuloitu kaiken-teoria sai jälleen siis lokaa niskaansa. Gravitaatioita ja hiukkasfysiikkaa ei saada yhden käsitteen alle.

(EHT Collaboration; Ferdinand Schmutzer/Wikimedia/Public Domain)

Kun materiaa on riittävän tiiviisti, avaruus kaareutuu niin paljon, että ei edes fotoni, eli valo, pääse syntyneestä 'kuopasta' karkuun. Siksi näyttää siltä, kuin kuvassa ympyröivä kehä kiertäisi tyhjää.

Musta-aukko itsessään sisältää tavallisia atomeja, materiaa, hyvin tiiviisti pakattuna. Atomihan on pääasiassa tyhjää täynnä. Jos vetyatomin ydin olisi nuppuneulan pään kokoinen, sen elektronit kiertäisivät rataa, joka peittäisi puoli Eurooppaa. Plasmamuodossa atomi menettää elektroniverhonsa, jolloin mahdollisuus tiivistyä on suurempi. Ehkä jotain tällaista tapahtuu mustan aukon sisällä, mutta koska sieltä ei tule mitään ulos, sitä ei voida sen enempää tutkia tai havainnoida.

Sen sijaan vaikka musta-aukko on pimeä, se ei ole pimeää ainetta - sitä mysteeriä, jota väitetään olevan kaikkialla ja pitävän galakseja koossa miljardeja vuosia. Näitä kahta käsitettä ei pidä sotkea.

Edellisellä viikolla julkaistiin nimittäin pimeää ainetta tutkiva kosmologinen tutkimus.3 Edesmennyt pyörätuolistaan tuttu fyysikko Stephen Hawkings teorioi, että pimeä aine on pieniä mustia aukkoja. Näitä olisi kaikkialla, kun taas tämä kuvattu musta aukko oli suuri ja galaksin keskellä. Tämä uusi tutkimus sanoo, että näitä pieniä mustia aukkoja ei ole. Hawkingsin teoria on siis kumottu. Pimeä aine pysyy edelleen ilman näyttöä.

Huhtikuun tärkein kosmologinen uutinen taitaakin siis olla, että pimeää ainetta ei ole vieläkään todistettu olevan olemassa.

Viitteet:

1. https://theconversation.com/first-black-hole-photo-confirms-einsteins-theory-of-relativity-115167 
2. https://mistametulemme.blogspot.com/2019/02/hyvasti-big-bang.html
3. https://subarutelescope.org/Pressrelease/2019/04/01/index.html