Kuvittele löytäväsi fossiilin, joka on vanhempi kuin kivi, jossa se on. Outo ajatus. Mutta juuri tällaisen kuvan jotkut kosmologit maalaavat: pieniä, itsepäisiä jäänteitä universumista, joka oli ennen omaamme.
Portsmouthin yliopiston professori Enrique Gaztañagan johtama ryhmä on elvyttänyt aiemmin kiistanalaisen ajatuksen ja antanut sille modernin käänteen. Yhden arvoituksellisen alun sijaan kosmos on voinut supistua ja sitten pompata siihen laajenemiseen, jota nyt havaitsemme. Tässä skenaariossa jotkut supistumisvaiheessa syntyneet tiiviit kappaleet olisivat voineet kestää käänteen ja siirtyä relikteinä laajenevaan universumiimme.
Miltä nuo reliktit näyttäisivät? Ajattele primordiaalisia mustia aukkoja, mutta tarina alkaa ennen perinteistä alkuräjähdystä. Ne olisivat todellisia kosmisia fossiileja: tiheitä painovoiman solmuja, jotka selvisivät äärimmäisestä puristuksesta, kulkivat korkean tiheyden pompun läpi ja jatkoivat aineen muokkaamista kauan galaksien muodostumisen jälkeen. Voisivatko ne olla tavoittamattoman pimeän aineen kaltainen runko galakseille? Idea saa kannatusta, koska matematiikka sallii tarpeeksi suuren määrän säilyneitä tiiviitä kappaleita, jotta niillä on merkitystä.
Miksi ylipäätään harkita pomppua? Yleinen suhteellisuusteoria osoittaa singulariteettiin, kun extrapoloitamme laajenevaa universumiamme taaksepäin, pisteeseen jossa tiheys ja kaarevuus räjähtävät ja yhtälöt pettävät. Monet fyysikot tulkitsevat tuon pettämisen vihjeeksi siitä, että kuvauksestamme puuttuu jotain. Pomppu korvaa äärettömän valtavalla mutta äärellisellä: kvantti-ilmiöt tuottavat hylkivän paineen ultra-korkeissa tiheyksissä, pysäyttäen romahtamisen ja käynnistäen uudelleenlaajenemisen. Sama fysiikka, joka estää romahduksen valkoisissa kääpiöissä ja neutronitähtissä, voisi toimia myös kosmisessa mittakaavassa.
Portsmouthin malli väittää, että kvanttinen paine voisi matkia perinteisesti inflaatiolle kuuluvaa vaikutusta, tasoittaen ja venyttäen avaruutta käänteen aikana. Se voi jopa liittyä pimeään energiaan, nykyisen kiihtyvän laajenemisen arvoitukselliseen käynnistäjään. Ja mikä tärkeintä, malli ennustaa selviytyjiä. Heidän laskelmiensa mukaan noin 90 metriä suuret tiiviit kappaleet voisivat kulkea pompun läpi ehjinä. Ei montaa, mutta tarpeeksi jättämään sormenjälkiä kosmiseen rakenteeseen.
Selviytyneet mustat aukot vaikuttaisivat galaksien muodostumiseen alusta alkaen. Se tarjoaa yksinkertaisen vastauksen hankalaan havaintopulmaan. James Webb -avaruusteleskooppi on löytänyt yllätyksellisen massiivisia kohteita varhaisessa kosmisessa historiassa, niin kutsutut pienet punaiset pisteet, jotka vaikuttavat liian kypsiltä sopiakseen standardiaikatauluihin. Jos mustat aukot esiintyivät ennen pomppua tai heti sen jälkeen, varhaiset galaksit perisivät siemeniä, jotka ohittavat tarpeen kasvattaa kaiken lähes nollasta.
On keinoja testata näitä ideoita. Pomppua edeltäneeltä supistumiskaudelta peräisin olevat reliktiset gravitaatioaallot poikkeaisivat muodoltaan perinteisen inflaation aikana syntyneistä aalloista. Hienovaraiset jäljet voivat myös jäädä kosmiseen mikroaaltotaustaan, pieninä poikkeamina lämpötilassa tai polarisaatiossa, jotka paljastaisivat pomppua edeltävän menneisyyden. Ja tietenkin primordiaalisten mustien aukkojen suorat etsinnät, kuten mikrolinssikartoitukset, gravitaatioaaltohavaintoihin liittyvät epätavalliset fuusiot tai niiden dynaamiset vaikutukset galakseissa, voisivat paljastaa, onko piilotettua populaatiota olemassa.
Voisivatko tällaiset mustat aukot selittää pimeän aineen? Jos tarpeeksi muodostui ja selviytyi pompun läpi, ne voisivat muodostaa merkittävän osan, ehkä jopa kaiken puuttuvasta massasta. Se ratkaisisi kaksi arvoitusta kerralla: pimeän aineen luonteen ja odottamattoman massiivisten varhaisten rakenteiden alkuperän. Yhtäkään mallia ei ole vielä todistettu oikeaksi. Pomppuskenaario on hypoteesi, joka tekee konkreettisia ennusteita ja, mikä tärkeää, tarjoaa havaittavia kiintopisteitä.
Skeptisismiä on luonnollisesti. Siirtyminen matemaattisesta mahdollisuudesta fyysiseen todellisuuteen vaatii vankkaa mikrofysiikkaa ja yhdenmukaisuutta tarkkojen kosmologisten mittausten kanssa. Mallien on selitettävä, miksi pomppu jättää havaitsemamme tietyn tiheysvaihtelujen spektrin, ja niiden on vältettävä ristiriitoja hyvin mitattujen signaalien kanssa kosmisessa mikroaaltotaustassa ja suuressa mittakaavassa olevassa rakenteessa.
Silti ajatus on innostava. Se kannustaa meitä esittämään erilaisia kysymyksiä: ehkä alkuräjähdys ei ole ehdoton alku vaan vain yksi jakso. Ehkä universumimme kantaa arkeologisia jäänteitä aiemmasta aikakaudesta, piilotettuna tiiviisiin, gravitaation sitomiin kappaleisiin, jotka ajelehtivat avaruudessa. Jos edes kourallinen näistä kosmisista fossiileista löytyy, kertomuksemme alkuperästä on kirjoitettava uudelleen.
"Olen biologi ja intohimoni on luonnon monimuotoisuus. Genomissa kirjoitan uusimmista tutkimuksista ja ympäristönsuojelusta."
Keskustelu
Jätä kommentti
Kommentit
Ei vielä kommentteja. Ole ensimmäinen.