Avaleht Foorum Ajakiri «Vaatleja» Tähistaevas Maailm Õpik Astronoomia Facebookis Astronoomia Twitteris
None

Tume aine on tundmatu, aga juba kaardistatud

Erik Tago | 12.01.2007

Ei ole midagi põnevamat tänapäeva kosmoloogias kui tume aine. Nii taeva vaatlused kui ka teooria juba mitukümmend aastat näitavad  tungivat vajadust tumeda aine järele. Suur hulk maailma kiirendeid ja teleskoope on rakendatud selle avastamiseks. Senini aga oluliste tulemusteta. Kuigi on avastatud neutriinod, mustad augud ja on esitatud hulk hüpoteese puuduva massi seletuseks, ei piisa sellest kaugeltki. Galaktikate pöörlemine, galaktikate kiire liikumine galaktikaparvedes ning ülikuuma gaasi kuhjumine parvedesse, osutavad tumeda aine olemasolule neis objektides.

Viimase nädala jooksul avaldas hulk aime-ajakirju ja veebiportaale meediamaailmas pressiteateid, et suure projekti COSMOS abil on suudetud kaardistada tume aine suures osas Universumist. Paradoksaalne, teadus ei tea midagi kindlat öelda, mis asi on tume aine, kuid on suutnud teha kindlaks, kuidas tume aine on maailmakõiksuses jaotunud. Võimalikuks on see saanud tänu sellele, et tume aine siiski avaldab ennast, nimelt gravitatsioonilises vastasmõjus nähtava ainega. Tume aine avaldub ka selles, et kallutab valguskiiri kõrvale sirgelt teelt. Seda nähtust nimetatakse gravitatsioonilise läätse efektiks ja see avaldub kõikjal kus on ainet (ka tumedat) ja kus liigub valguskiiri. Maailm on täis potentsiaalseid gravitatsiooniläätsi – galaktikaid, tähti, musti auke, ja kes teab veel mida, ka tumedat ainet, mis kõik kallutavad valguskiiri. Mida massiivsem on “lääts” ja mida lähemalt kiir “läätsest” möödub, seda rohkem kiir kõrvale kaldub.

Sellist nähtust ennustas ette ei keegi muu kui Albert Einstein möödunud sajandi algupoolel. Sel ajal ta ei uskunud, et seda väikest efekti kunagi mõõta saab. Kuigi Einstein on pea igas oma kirjatükis rõhutanud mitmel erineval viisil seda, kui palju tähtsam on teaduses kujutlusvõime teadmisest, ei suutnud ta gravitatsiooniläätsede tulevikku ette näha.

Väga ulatuslik tänapäevane vaatlusprojekt COSMOS on suutnud seda teha ja rakendanud gravitatsiooniläätsed tumeda aine peadmurdva probleemi lahendamiseks. USA Kosmoselendude Agentuuri NASA Hubble’i kosmoseteleskoobi, Euroopa Kosmoselendude Agentuuri ESA röntgenteleskoobi XMM-Newton ja maapealsete suurteleskoopide Subaru (Havai) ning VLT (Euroopa LõunaObservatoorium ESO, Tshiili) ühisvaatluse tulemusena on saadud tumeda aine 3D jaotus (2 kraadi laiuses taevaalas). Hubble mõõtis gravitatsiooniläätse efekti, Subaru ja VLT punanihke ehk kauguse ning röntgenteleskoop kuuma röntgengaasi jaotuse galakikaparvedes, mis on tavalise aine suurim osa Universumi suures mastaabis. Juba varem oli teada tavalise aine ruumjaotus galaktikate osas. Võrdlus tumeda ja tavalise aine jaotuse vahel näitab, et enamjaolt nad ühtivad, kuid on siiski ka üllatusi. Senise ettekujutuse kohaselt kuhjus tume aine varem klompideks või pilvedeks, mille sisse kuhjus kokku juba hiljem tavaline aine.

COSMOSe saadud tulemus näitab, et on kohti kus tume aine on olemas, aga tava-ainet pole. Seda on võimalik seletada, kas või näiteks esimeste supernoovade abil, mis suurema osa tava-ainest (gaasist) plahvatuse lööklainega minema surusid. Kuid on ka tavalise aine kuhjumeid, millega samas ruumiosas koos tumedat ainet pole. Seda on aga juba raske seletada nn külma tumeda aine teooria piires.

Tumeda aine jaotus osutus nagu oodatud klombiliseks. Kuid see jaotus on leitud ka erinevatel kaugustel ja kosmoloogias tähendab see ka erinevat Universumi vanust. Selgub, et varasemas Universumis oli tume aine vähem klombiliselt jaotunud. Ehk teisiti öeldes – oli ühtlasemalt jaotunud. Mis sobib valitseva külma tumeda aine teooriaga, kuid ei anna meile ikka veel vastust, mis see tume aine siis on.

Märksõnad: