Arkisto
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- syyskuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- heinäkuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- syyskuu 2017
- elokuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Äänen jalanjäljet
Kosminen mikroaaltotausta on yksi tärkeimpiä kosmologisia havaintoja. Se näyttää millainen maailmankaikkeus oli 380 000 vuoden ikäisenä, 14 miljardia vuotta sitten.
Varhaisina aikoina lämpötila oli niin korkea, että atomit eivät pysyneet kasassa: kun negatiivisesti varattu elektroni ja positiivisesti varattu ydin yhtyivät, fotoni heti rikkoi niiden siteen. Fotoneista, elektroneista ja ytimistä koostuvassa keitossa kulki värähtelyjä –eli ääniaaltoja– noin kolmanneksella valonnopeudesta. Kun maailmankaikkeus laajenee, lämpötila laskee, ja 380 000 vuoden iässä lämpötila oli niin matala, että fotonit eivät enää pystyneet estämään atomien muodostumista. Kun aineesta tuli sähköisesti neutraalia, se ei enää ollut kytköksissä valoon, joka on siitä pitäen matkannut lähes esteettä halki maailmankaikkeuden.
Valo ja aine olivat tiukasti kytköksissä toisiinsa, ja niiden ero oli nopea. Niinpä siellä mistä näemme tulevan enemmän mikroaaltoja oli fotonien lisäksi myös enemmän elektroneja ja ytimiä. Aineen vapauduttua valon ikeestä nämä tihentymät kasvoivat gravitaation takia, ja niihin muodostui galakseja ja muita rakenteita. Tämän takia kosmisessa mikroaaltotaustassa näkyvistä aalloista pitäisi jäädä jälki myös galaksien jakaumaan.
Yksi hankaluus on se, että suurin osa aineesta ei koostu elektroneista ja ytimistä, vaan on pimeää ainetta. Pimeä aine vuorovaikuttaa hyvin heikosti valon kanssa. Siksi sen jakauma varhaisina aikoina on erilainen kuin näkyvän aineen: näkyvä aine liikkuu yhdessä valon kanssa, pimeä aine tiivistyy yksinään. Näkyvän aineen erottua valosta pimeä aine vetää näkyvää ainetta puoleensa, ja galaksit muodostuvat pimeän aineen tihentymiin. Niinpä aaltokuvio ei näy galaksien jakaumassa yhtä selkeänä kuin kosmisessa mikroaaltotaustassa.
Toisin kuin valo, joka kulkee lähes suoraan avaruudessa, ainehiukkaset klimppiytyvät, mikä sumentaa kuvaa niiden alkuperäisistä paikoista. Galaksien sisällä aine on myllertynyt niin perinpohjaisesti, että on mahdotonta selvittää, mistä kukin hiukkanen on tullut.
Mutta koska maailmankaikkeuden ikä on äärellinen ja aine liikkuu äärellisellä nopeudella, ainehiukkaset ovat ehtineet kulkea vain äärellisen matkan. Ainehiukkasten ja galaksien tyypillinen nopeus on noin tuhannesosa valonnopeudesta, joten ne ovat ehtineet siirtyä alkuperäisiltä paikoiltaan muutama miljoonaa valovuotta. Isommilla etäisyyksillä galaksien jakauma on säilyttänyt alkuperäisen muotonsa.
Tätä voi verrata valokuvaan, jonka kaikkia pikseleitä siirretään sattumanvaraisesti muutaman millimetrin. Pienet yksityiskohdat sumentuvat, mutta isossa mittakaavassa kuvasta saa selvää.
Ennen kuin aineen aaltoilu lakkasi valon ja aineen irrotessa, aallot ehtivät matkata noin 400 000 valovuotta. Sittemmin galaksien etäisyydet ovat maailmankaikkeuden laajenemisen takia venyneet vähän yli tuhatkertaisiksi. Galaksien jakaumassa pitäisi siis näkyä renkaita, joiden halkaisija on noin viisisataa miljoonaa valovuotta, sekä lyhyempiä renkaita, jäänteinä aalloista jotka ovat matkanneet isoimman etäisyyden tai vain osan siitä.
Nämä aallot tunnetaan nimellä baryoniset akustiset oskillaatiot (baryon acoustic oscillations). Sana baryoninen viittaa atomiytimistä ja elektroneista koostuvaan aineeseen, ja akustinen oskillaatio on hieno tapa sanoa ääniaalto. Ne havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2005, ja niiden ominaisuudet sopivat yhteen kosmisen mikroaaltotausten kanssa.
Näistä ääniaaltojen jalanjäljistä galaksien jakaumassa tuli pian tärkeä kosmologian työkalu. Niillä voi tehdä enemmän kuin vain tarkistaa, saako saman tuloksen kuin kosmisesta mikroaaltotaustasta. Vaikka signaali on sumeampi kuin kosmisessa mikroaaltotaustassa, galaksien jakaumassa on se etu, että sitä voi mitata kolmessa ulottuvuudessa.
Valo ja aine irtosivat 380 000 vuoden aikaan niin nopeasti ja kosminen mikroaaltotausta muuttuu niin hitaasti, että se on meille oleellisesti kaksiulotteinen taivaankartta. Galakseja voimme sen sijaan havaita eri etäisyyksillä.
Kun maailmankaikkeus laajenee, galaksien jakaumaan painautuneet aallot venyvät. Vertaamalla sitä, miltä aallot näyttävät lähellä ja kaukana meistä voi siksi mitata, miten maailmankaikkeuden laajenemisnopeus on muuttunut.
Galaksien jakauman ääniaaltojen jäljet kantavat tietoa sekä varhaisesta maailmankaikkeudesta että myöhemmistä vaiheista. Tämän takia niillä on tärkeä rooli yrityksissä selvittää, mistä johtuu se, että eri havainnot vaikuttavat antavan ristiriitaisia tuloksia siitä, miten nopeasti maailmankaikkeus laajenee nyt. Tämä on tällä hetkellä merkittävin ennusteiden ja havaintojen ero kosmologiassa. Joko havaintojen tulkinnassa on jokin systemaattinen virhe tai sitten on olemassa jotain tuntematonta fysiikkaa, jota ei ole osattu ottaa huomioon.
Havainnot kosmisesta mikroaaltotaustasta ja galaksien jakaumasta ovat sopusoinnussa keskenään, mutta ristiriidassa joidenkin muiden havaintojen kanssa. Jotkut ovat pitäneet tätä vihjeenä siitä, että ristiriidan voi ratkaista peukaloimalla sitä, miten aallot kulkevat varhaisessa maailmankaikkeudessa. Mikroaaltotausta ja galaksien jakauma eivät nimittäin mittaa laajenemisnopeutta suoraan, vaan suhteessa varhaisten aikojen aaltojen pituuteen. Jos aallot silloin kulkivat lyhyemmän matkan, niin nykyisen laajenemisnopeuden pitää olla isompi, jotta taivas näyttäisi samalta.
Toistaiseksi mikään selitys ei ole vakuuttanut kosmologien enemmistöä, ja apua odotetaan ennemmin tarkemmista havainnoista kuin teoreetikkojen pohdinnoista. Avainasemassa on Euroopan avaruusjärjestö ESAn Euclid–satelliitti, jonka on määrä nousta taivaalle ensi vuonna. Sen ohjelmaan kuuluu gravitaatiolinssien lisäksi galaksien jakauman ja erityisesti ääniaaltojen jäljen mittaaminen.
12 kommenttia “Äänen jalanjäljet”
Vastaa
Toinen donitsi
Viime torstaina Event Horizon Telescope (EHT) -tutkimusryhmä julkisti ensimmäisen kuvan Linnunradan keskustassa lymyävästä mustasta aukosta. Samalla julkaistiin ryhmän ensimmäiset tutkimustulokset siitä. Vuonna 2019 ryhmä oli tuonut julki kuvan ja tulokset galaksin M87 keskustan mustasta aukosta. Molemmat kuvat perustuvat vuonna 2017 tehtyihin havaintoihin.
EHT-ryhmän jäsen Heino Falcke puhuu etänä havaintojen tekemisestä ja merkityksestä Helsingin yliopiston Exactumin Linus Torvalds -salissa (Pietari Kalmin katu 5). Tapahtumaa voi seurata myös etäyhteyksin. (Tiedote täällä, Zoom-linkki tässä.) Paikan päällä ovat Kaj Wiik Tuorlan observatoriosta Turun yliopistosta ja Esko Keski-Vakkuri Helsingin yliopistosta. Wiik on EHT-ryhmän jäsen ja puhuu suomalaisten yliopistojen osuudesta projektissa, Keski-Vakkuri on tutkinut mustien aukkojen kvanttifysiikkaa ja puhuu niiden teoriasta. Puhujat myös vastaavat yleisön kysymyksiin. Minä juonnan tilaisuuden.
(Päivitys: Tilaisuuden nauhoitus on tässä. En juontanutkaan tilaisuutta sairastumisen takia.)
EHT:n kuvan rakentaminen ja analysoiminen Linnun radan mustasta aukosta kesti kolme vuotta kauemmin kuin galaksin M87 tapauksessa, koska Linnunradan musta aukko on pienempi. Sen massa on noin neljä miljoonaa Auringon massaa ja säde noin 12 miljoonaa kilometriä. Galaksin M87 keskustan mustan aukon massa on seitsemän miljardia Auringon massaa. Mustien aukkojen säde on verrannollinen niiden massaan, joten galaksin M87 musta aukko on vastaavasti noin tuhat kertaa niin paksu kuin Linnunradan lajitoverinsa. Linnunradan musta aukko on kuitenkin myös noin tuhat kertaa lähempänä meitä, vain noin 26 000-27 000 valovuoden päässä.
Molempien mustien aukkojen koko taivaalla on siis Maasta katsottuna suunnilleen sama: yhtä iso kuin Kuussa olevan donitsin reikä. Linnunradan mustan aukon kuvan kokoaminen kesti kauemmin siksi, että sen ympäristö muuttuu nopeammin. Mustan aukon lähellä aine kiertää lähes valonnopeudella. Mitä pienempi aukko, sitä lyhyemmässä ajassa aine pyörii sen ympäri ja sitä nopeammin kuva muuttuu. Galaksissa M87 tyypillinen aika muutokselle on viidestä päivästä kuukauteen, Linnunradan aukon tapauksessa 4-30 minuuttia. Nyt julkaistut tulokset perustuvat 32 tunnin havaintoihin. Tässä ajassa galaksin M87 jättiläinen ei juuri muutu, mutta aine ehtii kiertää Linnunradan mustan aukon monta kertaa.
Se, että mustan aukon tienoo käy läpi monta kierrosta havaintojen aikana vaikeuttaa tarkan kuvan ottamista. Toisaalta sen takia saadaan edustavampi otos systeemin kehityksestä. Näin voidaan olla varmempia siitä, että kuvassa näkyvät rakenteet ovat tyypillisiä eivätkä ohimeneviä piirteitä, joita vain sattui olemaan näköpiirissä kun kuva otettiin.
Uusi kuva näyttää päällepäin samanlaiselta kuin kolme vuotta sitten paljastettu: hohtava donitsi, jonka keskellä on musta alue. Näennäisen yksinkertaisen kuvan takana on monimutkainen prosessi.
EHT koostuu ympäri maailmaa olevista antenneista, jotka mittaavat Linnunradan keskustasta tulevaa sähkömagneettista säteilyä millimetrin aallonpituudella. Antennien havainnot nivotaan yhteen niin että ne toimivat kuin yksi Maapallon kokoinen teleskooppi. Mitä isompi teleskooppi, sitä tarkempi kuva – jos haluttaisiin nähdä vielä pienempiä yksityiskohtia, osa havaintolaitteista pitäisi lähettää avaruuteen.
Koska EHT-teleskooppeja on vain muutamassa paikassa eikä kaikkialla Maapallolla, ne kuvaavat vain osan kohteestaan. Kun Maa pyörii, teleskooppien katsoma kohta taivaalla muuttuu, ja kunkin teleskoopin näköala piirtää viivan taivaalle. Näiden viivoja pohjalta pitää sitten tehdä paras mahdollinen arvaus siitä, miltä kohde näyttää. Tieteellisessä artikkelissa on esitetty erilaisia vaihtoehtoja kuvalle, joista julkisuustarkoituksia varten on valittu yksi.
Havaintoa tulkitaan vertaamalla sitä malleihin siitä, miten hiukkaskeitto liikkuu ja vuorovaikuttaa mustan aukon ympärillä, ja miten ympäristön tähdistä vuotaa ainetta mustaan aukkoon. Linnunradassa on se etu verrattuna galaksiin M87, että Linnunradan keskustasta on paljon havaintoja eri aallonpituuksilla. Esimerkiksi tähtien liikkeet mustan aukon ympärillä on mitattu huolella, ja sen massa on määritetty niistä tarkasti. Näistä havainnoista myönnettiin vuonna 2020 Nobelin palkinto. Lähimmän tähden pienin etäisyys mustasta aukosta on noin tuhat kertaa mustan aukon säde, kun taas EHT:n erotuskyky riittää havaitsemaan noin neljän säteen kokoisia tapahtumia.
EHT:n analyysi alleviivaa sitä, miten tärkeää on yhdistää eri havaintoja samasta kohteesta, mikä on yksi nykyisen astrofysiikan ja kosmologian tärkeitä piirteitä. Tässä tapauksessa eri havaintoja on niin paljon että yksikään EHT-ryhmän tutkimista malleista mustalle aukolle ja sen ympäristölle ei pysty selittämään niitä kaikkia. EHT:n ja muiden havaintolaitteiden havainnot sopivat mallien ennusteisiin erikseen, mutta eivät yhdessä. Keskeinen ongelma on se, että mustan aukon ympäristö on rauhallisempi kuin mitä mallit ennustavat.
Toisin kuin galaksissa M87, Linnunradan mustalla aukolla ei ole näkyvää hiukkassuihkua, ja se syö vain sadasmiljoonasosan Auringon massaa vuodessa. Koska aukon ympäristössä on vähemmän ainetta, se on läpinäkyvämpi ja helpompi mitata. Toisaalta ilman suihkua aukon pyörimissuuntaa ei saada erikseen mitattua.
Mallien kyvyttömyys selittää havaintoja ei ole sikäli vakavaa, että EHT-ryhmä ei ole käynyt kaikkia mahdollisuuksia läpi, esimerkiksi läheisten tähtien ja mustan aukon kiekon vuorovaikutusta on käsitelty varsin yksinkertaisesti.
Kuten galaksin M87 kuvaa, myös uusia havaintoja voi käyttää yleisen suhteellisuusteorian testaamiseen. Yksi keskeinen kysymys on se, onko donitsin reikä todella musta aukko. Lehdistötiedotteen ja tieteellisen artikkelin vertaaminen havainnollistaa tieteellisen esityksen ja myyntipuheen välistä eroa.
Tiedotteen mukaan ryhmän tulokset tarjoavat ”ylivertaista” todistusaineistoa siitä että kyseessä on musta aukko. Tieteellisessä artikkelissa taasen kerrotaan, että vaikka on ”ylivertaista” todistusaineistoa siitä, että Linnunradan keskustassa on paljon massaa hyvin pienessä tilassa, se onko kyseessä musta aukko on vielä auki.
On hieman vaikea sanoa, milloin kysymyksen voisi sanoa ratkaistuksi. Havainnot ovat täysin sopusoinnussa yleisen suhteellisuusteorian kanssa, mutta mihin tarkkuuteen pitäisi yltää?
Yleisen suhteellisuusteorian mustan aukon ennusteiden vertaaminen kilpailijan ennusteisiin kertoo, milloin havainnot pystyvät erottamaan ne toisistaan. Onkin esitetty kokonainen eläintarha vaihtoehtoja mustille aukoille. EHT:n havaintojen perusteella voidaan sulkea pois ainakin se, että Linnuradan keskustassa olisi bosonitähti mustan aukon sijaan, ja joitakin muitakin eksoottisia vaihtoehtoja, mutta ei kaikkia. Yksikään kilpailijoista ei kuitenkaan nouse yli muiden.
Toinen mahdollisuus on testata mustien aukkojen yleisiä ominaisuuksia ja todeta jossain enemmän tai vähemmän mielivaltaisessa vaiheessa, että nyt mahdolliset poikkeamat ovat niin pieniä, että kyseessä on musta aukko.
Mustien aukkojen keskeinen ominaisuus on se, että niillä on tapahtumahorisontti, eli pinta josta voi sujahtaa ongelmitta sisään, mutta jonka takaa ei voi koskaan palata. Tavallisten kappaleiden pinta sei sijaan joko heijastaa säteilyä, tai sitten imee sitä ja säteilee toisella aallonpituudella takaisin. Linnunradan keskustan kappaleesta ei näy sen enempää heijastunutta kuin mitään muutakaan säteilyä, vaikka siihen valuu koko ajan hiljakseen ainetta. EHT:n havainnot sulkevat pois sen vaihtoehdon, että tuo kappale imisi ja säteilisi sitten eri aallonpituudella kaiken säteilyn. Ne myös sulkevat pois sen, että se heijastaisi yli 30% siihen tulevasta säteilystä.
Kaikkiaan uusista havainnosta saadut rajat poikkeamille yleisestä suhteellisuusteoriasta ovat suunnilleen kaksi kertaa niin hyvät kuin galaksin M87 mustasta aukosta ja samaa luokkaa gravitaatioaaltohavainnoista saatujen rajojen kanssa. Tosin gravitaatioaallot testaavat yleistä suhteellisuusteoriaa monipuolisemmin, koska niiden yksityiskohtiin vaikuttaa sekä se miten niitä synnyttävät kappaleet kiertävät toisiaan että se millaisia aallot ovat ja miten ne etenevät. Valokuvat mustista aukoista eivät testaa jälkimmäistä.
Vuonna 2017 EHT kuvasi Linnunradan keskustaa viisi yötä, ja nyt tehty analyysi perustuu vain kahteen. Yhtenä havaintoyönä, jota ei ole vielä analysoitu, Linnunradan mustan aukon ympäristössä näkyi lieska, mikä on erityisen kiinnostavaa. Ryhmä teki havaintoja valon kirkkauden lisäksi myös sen polarisaatiosta, mikä kertoo mustan aukon tienoon magneettikentästä. (Galaksin M87 polarisaatiohavainnot onkin jo julkaistu.) Ryhmä on myös vuoden 2017 jälkeen tehnyt lisää havaintoja paremmilla laitteilla.
Uusien havaintojen avulla on tarkoitus saada selville mustan aukon rakenteen kehitys ajassa. Toisin sanoen kuvan sijaan on luvassa elokuva, joka näyttää, mitä noilla tienoilla oikein tapahtuu – tai siis tapahtui 26 000-27 000 vuotta sitten, vähän sen jälkeen kun neandertalilaiset olivat Maassa kuolleet sukupuuttoon.
Kaikenlaisiin aihetta koskeviin kysymyksiin saa vastauksia 30. toukokuuta.
Päivitys (17/05/22): Tuotu tiedote tilaisuudesta näkyvämmin esille ja lisätty Zoom-linkki.
Päivitys (22/06/22): Lisätty linkki Heino Falcken luennon nauhoitukseen.
16 kommenttia “Toinen donitsi”
-
Eusa sanoo:
Aika yllättävä yhteensattuma tuo, että aukko näkyy suuntaamme renkaana – eikö olisi voinut odottaa, että keskiön lävistäisi kertymäkiekon valonlähde?
-
Syksy Räsänen sanoo:
Kiekko on ohuempi kuin miltä kuvassa näyttää. Se näyttää paksulta siksi, että EHT:n tarkkuus ei riitä sen yksityiskohtien erottamiseen. En tiedä, peittäisikö kiekko mustaa aukkoa vaikka katsoisimme sitä suoraan kiekon suunnasta (mikä on epätodennäkäistä).
Ks. kuva 5 tässä EHT-ryhmän artikkelissa: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac6674#apjlac6674f5
-
Elokuussahan jo Webb Telescope kääntää katseensa kohteeseen ja saanemme lisää valaistusta asiaan.
-
-
-
miguel sanoo:
Toisin, kuin M87 kuvassa, jossa ”kirkastumat” ovat keskityneet aukon alapuolelle, niin tässä uudessä ne ovat vähän kuin kolmiona aukon ympärillä. Onko sille joku selitys?
-
Tosiaan. Tuo piirre näyttää vieläpä olevan suhteellisen stabiili (se näkyy eri versioissa kuvasta). En tiedä sen merkitystä.
-
Mitään ainettahan ei äärellisessä havaintohistoriassa voi havainnossa päästä sulkeutuneen tapahtumahorisontin läpi. Kaikkina aikoina kertynyt materiaali näkyy kuvassa säteillen eri asteisesti punasiirtyneenä.
Voisi arvella, että kyse on tuon aineksen järjestymisestä – vrt. Jupiterin napa-alueen kuusikulmiomuodostelma.
-
Cargo sanoo:
Voisiko tuo kirkkausvaihtelu antaa vihiä tapahtumahorisontin geometriasta? Jos kuvan keskellä möllöttäisi vain symmetrinen musta pallo, niin sellainen symmetria voisi periytyä kiertävän aineen kiekkoon?
-
Linnunradan musta aukko pyörii, kuten muutkin mustat aukot. Tämän takia sen tapahtumahorisontti ei ole pallomainen. Yleisessä suhteellisuusteoriassa se ei kuitenkaan saa aikaan tällaisia rakenteita. EHT-ryhmä on tutkinut erilaisia vaihtoehtoja yleisen suhteellisuusteorian mukaiselle horisontille, mutta tuolla tavalla epäsymetristä horisonttia ei ole tutkittu. On kuitenkin luultavampaa, että kyseinen rakenne liittyy kiertymäkiekon ominaisuuksiin.
-
Voisiko sellainen ominaisuus olla vaikkapa se, että kiertonopeudessa on vaihtelua, mikä saa aineen jossakin kohtaa tiivistymään ja sitä kautta kasvattaa säteilyn intensiteettiä? Sitten tuosta kuvasta tuli assosiaatio atomien orbitaaleihin, ja googlettamalla löytyi mm. ”Modelling astrophysical discs reveals the emergence of Schrödinger’s equation”.
-
En tunne kiekon fysiikkaa, mutta tuskin.
Orbitaaleilla ei ole asian kanssa mitään tekemistä, tässä on kyse klassisesta fysiikasta.
-
Tuli mieleen, että eikö kiekon meille näkyvä intesiteetti kasva, jos gravitaatiolinssi painottaa kiekon kuvaa juuri kyseisissä kohdissa? Jos esimerkiksi kiekko pyörii meille näkyen yksinkertaisen horisontaalisesti, niin gravitaatiolinssi lisää vertikaalisen kuvan mustan aukon takaa, ja kahdessa reunakohdassa, joissa horisontaalinen ja vertikaalinen kiekko kohtaavat, on valon intensiteetti kasvanut?
-
Kysyin Heino Falckelta, ja hänen mukaansa ei ole selvää, mistä kolminainen rakenne syntyy, ja koska se on erilainen eri versioissa kuvasta (kirkkauden maksimit ovat esimerkiksi eri kohdissa), ei ole edes selvää, vastaako se kiekon todellista piirrettä.
-
-
-
-
-
Jari Lilja sanoo:
Olisiko tähän luentoon saatavilla linkki?
-
Linkki on tiedotteessa. Linkkaan sen selvemmin, kiitos kysymästä.
-
-
Voisiko Dr. Keski-Vakkurilta kysyä, että jos entropian kasvu on universaali laki, niin millaisen mekanismin kautta se nakertaa mustia aukkoja hajalle? Tai voisiko jokin kvanttimekaaninen epätarkkuusperiaate estää epäfysikaalista singulariteettia muodostumasta, ja jos se olisi kuviteltavissa, niin millainen tämä periaate voisi olla? Ja jos ainehiukkasten kvanttimekaniikan epätarkkuusperiaate pyörii käänteisten Fourier-muunnosten ympärillä, niin millainen matemaattinen malli voisi kuvata aika-avaruuden epätarkkuutta?
-
Kannattaa mennä paikan päälle (tai Zoomin linjoille) ja esittää Keski-vakkurilla tämä kysymys, jos se ei tule hänen puheenvuorostaan esille.
-
Eikö hierarkisesti ja fraktaalisesti kaareutunut avaruusaika voisi selittää laajenemisnopeuden muutoshistorian näennäiseksi?
Voisiko mielikuva avaruudellisesta isotropiasta ollakin erehdys?
Fraktaalisia malleja maailmankaikkeuden rakenteelle on tutkittu, mutta havaintojen mukaan maailmankaikkeudella on äärellinen homogeenisuusskaala (noin 500 miljoonaa valovuotta), eli kaikki sitä isommat palaset ovat tilastollisesti jokseenkin samanlaisia.
Aika tulkinnanvaraista on homogeenisuus-isotrooppisuus-postulaatin päätteleminen havainnoista 70…500 miljoonan valovuoden ylittävissä mittakaavoissa. Olen tähän asti törmännyt vain kehäpäätelmiin, esim. liittyen BAO-analyysiin. Onko jokin sinut parhaiten vakuuttanut havainto yksilöitävissä?
Yritin syvennellä tuntemusta viime aikaisiin tutkimuksiin.
https://arxiv.org/pdf/1505.00794.pdf
https://arxiv.org/pdf/2108.11083.pdf
https://arxiv.org/pdf/2106.05284.pdf
https://arxiv.org/pdf/2112.04134.pdf
Aihe näyttää antavaan sijaa järjelliselle epäilylle ja kirvoittaa eri lähestymistavoin tutkimaan johdonmukaisuuksia.
Kosmisen mikroaaltotaustan isotrooppisuus, galaksien jakauman fraktaalidimensio ja homogeenisen ja isotrooppisen mallin monet onnistuneet ennusteet.
Tuohon fraktaalidimension johdatukseen olenkin luottanut, mutta isotropiasta aikakaarevuudessa se ei näyttäisi kertovan mitään.
Yleisessä suhteellisuusteoriassa ei ole sellaista asiaa kuin ”aikakaarevuus”. Tämä riittäköön tästä.
Voiko näistä kosmisista aaltokuvioista päätellä maailmankaikkeuden topologisia ominaisuuksia, esim. onko avaruus reunallinen vaiko reunaton? Jos nämä varhaiset aallot kiertäisivät kuin reunatonta pallopintaa, niin sen luulisi jättävän säännöllisen sekä avaruuden laajetessa vaimenevan jäljen, tai sitten laittavan koko kuvan niin sekaisin, ettei siitä ota erkkikään selvää.
Kyllä voi. Jos maailmankaikkeus on äärellisen kokoinen (ja siksi sillä on erityinen topologia), niin se on isompi kuin havaitsemamme alueen koko, koska mitään tällaisia merkkejä ei ole näkynyt.
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/muotoja-ilman-mittanauhaa/
Minulle George de Godzinskyn säveltämä Äänisen aallot on paljon ymmärrettävämpi kuin tämä Syksyn ”sovitus” hiukkasfysiikan ns. standardimallista. Jos maailmankaikkeuden ikä on n. 14 miljardia vuotta, niin miten voidaan sanoa, että jotakin muuttui sen ollessa 380 000 v. vanha. Minä sanoisin, että n. 400 000 v. tai alle puoli miljoonaa vuotta!
Maailmankaikkeuden varhaisten tapahtumien ajankohta tunnetaan paljon tarkemmin kuin myöhäisten. Esimerkiksi kevyiden alkuaineiden synnyn tapahtumat tiedetään sekuntien tarkkuudella. Eri ajankohdat määritetään havainnoista epäsuorasti eri tavoin – maailmankaikkeudessa ei ole kelloa, joka mittaisi alusta loppuun paljonko aikaa on kulunut.
Aikahan on suhteellista. Oliko 380 000 vuoden ikäinen universumi hyvin homogenista mikroskooppisessa skaalassa ja gravitaation vaikutus saman hetkisyyteen pientä? Toisaalta onko ajankulku ollut erilainen nykyisin kokemaamme?
Kyllä, 380 000 vuoden aikaan aineen tiheys oli sama kaikkialla tuhannesosan tarkkuudella. Myöhemminkään, kun rakenteet muodostuvat ja tiheyseroista tulee valtavia, niiden gravitaation vaikutus ajan kulkuun on pieni muualla kuin neutronitähtien ja mustien aukkojen reunalla.