Melkein kaikki tähtitieteilijät ovat yhtä mieltä alkuräjähdyksen teoriasta, jonka mukaan koko maailmankaikkeus leviää erilleen ja kaukaiset galaksit vauhdittavat meistä kaikkiin suuntiin. Aja kelloa taaksepäin 13,8 miljardia vuotta sitten, ja kaikki kosmoksessa alkoi yhdestä pisteestä avaruudessa. Kaikki laajeni hetkessä ulospäin tuosta paikasta muodostaen energian, atomit ja lopulta tähdet ja galaksit, joita näemme nykyään. Mutta tämän käsitteen kutsuminen pelkäksi teoriaksi tarkoittaa valtavan määrän todisteiden arvioimista väärin.
On olemassa erilliset todisteet, joista jokainen viittaa itsenäisesti tähän universumimme alkuperätarinaksi. Ensimmäinen tuli hämmästyttävällä löydöllä, että melkein kaikki galaksit ovat siirtymässä pois meistä.
Vuonna 1912 Vesto Slipher laski 'spiraalisumujen' nopeuden ja suunnan mittaamalla niistä tulevan valon aallonpituuksien muutosta. Hän tajusi, että suurin osa heistä oli muuttamassa pois meistä. Tiedämme nyt, että nämä esineet ovat galakseja, mutta sata vuotta sitten tähtitieteilijät ajattelivat, että nämä valtavat tähtikokoelmat voisivat todellakin olla Linnunradan sisällä.
Vuonna 1924 Edwin Hubble tajusi, että nämä galaksit ovat itse asiassa Linnunradan ulkopuolella. Hän havaitsi erikoistyypin muuttuvan tähden, jolla on suora suhde sen energiantuotannon ja kirkkauden sykkimiseen kuluvan ajan välillä. Löytämällä nämä muuttuvat tähdet muista galakseista hän pystyi laskemaan, kuinka kaukana ne olivat. Hubble havaitsi, että kaikki nämä galaksit ovat oman Linnunrattamme ulkopuolella miljoonien valovuosien päässä.
Joten jos nämä galaksit ovat kaukana, kaukana ja liikkuvat nopeasti pois meistä, tämä viittaa siihen, että koko maailmankaikkeus on täytynyt sijaita yhdessä pisteessä miljardeja vuosia sitten. Toinen todisteiden rivi tuli ympärillämme näkemämme elementtien runsaudesta.
Alkuräjähdyksen jälkeisinä hetkinä ei ollut muuta kuin vetyä puristettua pieneen tilavuuteen hullun korkealla lämmöllä ja paineella. Koko maailmankaikkeus toimi kuin tähden ydin fuusioimalla vetyä heliumiin ja muihin alkuaineisiin.
Tämä tunnetaan nimellä Big Bang Nucleosynthesis. Kun tähtitieteilijät katsovat universumiin ja mittaavat vedyn, heliumin ja muiden hivenaineiden suhteita, ne vastaavat täsmälleen sitä, mitä voisi odottaa löytävänsä, jos koko maailmankaikkeus olisi kerran ollut todella suuri tähti.
Todistusrivi numero 3: kosminen mikroaaltotaustasäteily. 1960-luvulla Arno Penzias ja Robert Wilson kokeilivat 6 metrin radioteleskooppia ja löysivät taustasäteilyn, joka tuli joka suunnasta taivaalla – päivällä tai yöllä. Heidän näkemyksensä mukaan koko taivas oli muutaman asteen absoluuttisen nollan yläpuolella.
Kosmisen mikroaaltouunin taustan WMAP-tiedot. Kiitos: NASA
Teoriat ennustivat, että alkuräjähdyksen jälkeen säteilyä olisi vapautunut valtavasti. Ja nyt, miljardeja vuosia myöhemmin, tämä säteily liikkuisi niin nopeasti pois meistä, että tämän säteilyn aallonpituus olisi siirtynyt näkyvästä valosta mikroaaltotaustasäteilyyn, jota näemme tänään.
Viimeinen todiste on galaksien muodostuminen ja kosmoksen laajamittainen rakenne. Noin 10 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus jäähtyi siihen pisteeseen, että aineen vetovoima oli hallitseva energiatiheyden muoto universumissa. Tämä massa pystyi kerääntymään ensimmäisiksi tähdiksi, galakseiksi ja lopulta suuriksi rakenteiksi, joita näemme universumissa tänään.
Nämä tunnetaan alkuräjähdyksen teorian neljänä pilarina. Neljä riippumatonta todistetta, jotka muodostavat yhden vaikutusvaltaisimmista ja parhaiten tuetuimmista teorioista koko kosmologiassa. Mutta todisteita on enemmän. Kosmisessa mikroaaltotaustasäteilyssä on vaihteluita, emme näe yhtään yli 13,8 miljardia vuotta vanhempia tähtiä, pimeän aineen ja pimeän energian löytöjä sekä kaukaisten supernovien valon kaartamista.
Joten vaikka se on teoria, meidän pitäisi suhtautua siihen samalla tavalla kuin suhtaudumme painovoimaan, evoluutioon ja yleiseen suhteellisuusteoriaan. Meillä on melko hyvä käsitys siitä, mitä tapahtuu, ja olemme keksineet hyvän tavan ymmärtää ja selittää se. Ajan edetessä kehitämme lisää kekseliäitä kokeiluja. Tarkennamme ymmärrystämme ja siihen liittyvää teoriaa.
Mikä tärkeintä, voimme luottaa, kun puhumme siitä, mitä tiedämme upean universumimme alkuvaiheista ja miksi ymmärrämme sen olevan totta.
Podcast (ääni): ladata (Kesto: 5:21 – 4,9 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
Podcast (video): ladata (100,3 Mt)
Tilaa: Applen podcastit | RSS
