Universum osutus arvatust vanemaks

29. märts 2013

Tiit Kändleri artikkel ilmus Eesti Päevalehes 28. märtsil 2013

Universum paisub aeglasemalt ja on vanem, kui arvati. Selle koostises on arvatust rohkem tavalist ainet ja vähem tumeenergiat. Need tulemused avaldas ESA möödunud nädalal.

Lihavõttekoogi retsept: segage 4,9 grammi tavalist jahu kokku 26,8 grammi tumeainest jahuga ja kuumutage seda 68,3 grammi tumeenergiaga. Saate 100 grammi universumist, kus on meil au ja õnn elada. Kahjuks ei tea mina, nii nagu ei tea isegi ükski astronoom ega kosmoloog maailmas, kust saada tumeainet ja tumeenergiat ja mis asjad need üleüldse on. Kuid et universum koos seisaks ja parasjagu nõndaviisi käituks nagu vaatlused näitavad – kiirenevalt paisuks ja selle galaktikad just nõnda kiiresti pöörleksid nagu need pöörlevad, peab koogi sees olema kõige enam just neid tumedaid osiseid, mida veel ühegi mõõteriista silm näinud pole.

Sellest hoolimata mõõdetakse üha üle, kui palju meie universum erinevaid aineid ja energiaid sisaldab. Möödunud nädalal tutvustati Euroopa Kosmoseagentuuri ESA kosmoseteleskoobi Planck viimase 15 kuu jooksul mõõdetud tulemusi. Neist selgub niipalju uut, et meie universum lendab laiali aeglasemalt kui arvati, ja on seepärast seniarvatust vanem – 13,7 miljardi aasta asemel 13,8 miljardi aastane. Ning universumis on vähem tumeenergiat ja rohkem ainet, nii tavalist kui tumedat, kui varem arvati.

„Sellega on universumi sündimise kulg teada suurusjärgu võrra täpsemalt kui seni,“ kinnitas ESA peadirektor Jean-Jacques Dordain. 2019. aastal lähetas ESA kaugele Kuu orbiidi taha, Päikesest veel 1,5 miljonit kilomeetrit eemale Lagrange 2 nimelisse punkti kvantfüüsika rajaja Plancki nime kandva kosmosejaama, et mõõta kosmilise mikrolaine taustkiirguse temperatuuri ülitillukesi kõikumisi, millest lõpuks said tähed ja galaktikad. Selles paigas L2, kus jaam asub, pole jaamal paigalseismiseks palju vaja kütust kulutada ja Maa signaalid mõõtmisi ei häiri. Planck kasutas mõõtmisteks kahte instrumenti, mis mõõdavad taustkiirguse sagedusi vahemikus 27 gigahertsi ja 900 gigahertsi vahel.

Kosmoloogide standardmudeli kohaselt hakkas universum vahetult pärast Suurt Pauku ülikiiresti paisuma. Silmapilguga paisus universum 100 triljonit triljonit korda. Selle silmapilgu kestnud inflatsiooni ja järgneva 380 000 aasta jooksul oli universum läbipaistmatu. Tihedus ja temperatuur olid ülikõrged ja osakestevahelised põrked ülisagedased, mis takistas footonitel levida üle universumi. Osakesed ja tavaaine olid tihedalt seotud footonitega, moodustades ühtse mateeria ja kiirguse „vedeliku“. Gravitatsiooni ja kiirgusrõhu koosmõju hoidis ära fluktuatsioonide kasvu.

380 000 aasta vanuselt pärast Suurt Pauku oli universum paisunud, nii et selle tihedus ning temperatuur parasjagu vähenenud 3000 kraadini (ehk kaks korda pisemaks kui praegu Päikese pinnal), et prootonid ja elektronid said ühineda vesiniku aatomiteks. Tol ajal oli universum tuhat korda pisem praegusest ja selle temperatuur tuhat korda suurem nüüdse universumi keskmisest temperatuurist. Elektronid kadusid footonite vaateväljalt ja see sidestas nad omavahel lahti. Sündis omasoodu mööda universumit reisiv valgus. Need algsed footonid elavad siiamaani ja hulguvad mööda universumit ning moodustavad taustkiirguse lainepikkusega mikrolainealal. Kiirgust iseloomustab musta keha temperatuur, mis sellise kiirguse kiirgaks. Taustkiirguse temperatuur on üsna absoluutse nullkraadi lähedane, 2,7 kraadi Kelvinit.

Mikrolaineline taustkiirgus ei ole ühtlane, esinevad tillukesed temperatuuri kõrvalekalded ehk fluktuatsioonid, mille muster on jäädvustanud pildi aine jaotusest ajal, mil valguskiirgus vabanes.

Komilise mikrolainelise taustkiirguse avastasid 1964. aastal USA raadioastronoomid Arno Penzias ja Robert Wilson, teenides selle eest 1978. aastal Nobeli preemia. 1992. aastal mõõtis NASA kosmilise taustkiirguse satelliit COBE, et kiirgus pole ühtlane, vaid mustriline, kandes informatsiooni universumi alghetkedest.

Praegune kosmoloogide standardmudel kirjeldab suurtel ruumiskaaladel tasast, homogeenset universumit, kus valitseb tumeaine ja tumeenergia. Selle mudeli õigsust kinnitasid 2001. aastal lähetatud kosmosejaama WMAP andmed. Nende kohaselt moodustusid esimesed tähed, kui universum oli 400 miljoni aasta vanune.

Planck saatis kosmoloogidele mõned vihjed, et nende mudel vajab kohendamist. Nimelt ei sobi suurtel vaatenurkadel mõõdetud fluktuatsioonid standardmudeliga kokku. Üks võimalikke seletusi on, et universum ei ole suurtes skaalades siiski igas suunas ühesugune.

4 kommentaari postitusele “Universum osutus arvatust vanemaks”

  1. skeptik.ee » Huvitav ettepanek ja muud aprilli

    [...] Tiit Kändler: Universum osutus arvatust vanemaks [...]

  2. Nurkfyysik

    Aga teoreetiliselt, miks ei võiks olla kosmose “taga” sellist liiki täiuslik tühi ruum, mis imeb kõik endasse ning just seetõttu universum paisubki!?

  3. Nurkfyysik

    Lisaksin veel, et võiks ju fantaseerida sellel nn täiusliku tühjuse ideega ning mõelda, et kõik mis sinna tühjusesse satuksid, hajuksid olematusse ühe hetkega. Laguneksid koost. Selline tühjus poleks ei musta ega valget värvi/tooni, vaid see oleks midagi sellist, mida inimmõistus (ega ka ühegi muu intelligentse eluvormi mõistus) haarata ei suudaks. Seda ei saaks ette kujutada, sest kuidas saab kujutada ette ettekujutamatut. Sellest pole lihtsalt informatsiooni. Nagu võib olla superarvuti, millele on antud mingid andmed ette, kuid see superarvuti saab tehinguid teostada ainult nende niisiis piiratud andmetega. Informatsiooni aga peale ei voolaks, siis võiks ju arvata, et info hulk on sama jääv nagu on energia hulk. Igal juhul võib ette kujutada ainult seda, et selline tühjus tõmbab kujuteldamatu jõuga endasse kõike ja kõiki.

  4. filmy dokumentalne o przyrodzie

    I have realized that in video cameras, specialized sensors help to maintain focus automatically. Those sensors with some digital cameras change in contrast, while others utilize a beam of infra-red (IR) light, specially in low light. Higher standards cameras oftentimes use a combination of both programs and will often have Face Priority AF where the photographic camera can ‘See’ your face and focus only upon that. Thanks for sharing your opinions on this web site.

Kommenteeri

Telli Teadus.ee uudiskiri