Kirkkonummen komeetan luento 13.3.2012

Muokkaus: Tarkensin 21.3. tuota levytila-osiota Hannun kommentin pohjalta oikeammaksi.


Dosentti Hannu Kurki-Suonio Helsingin yliopiston fysiikan laitokselta piti 13.3.2012 mielenkiintoisen luennon otsikolla "Einstein ja kosmologia". Hannu aloitti Newtonin kosmologisesta mallista joka on ensimmäinen fysiikkaan perustuva malli. Hän jatkoi siitä selostaen eri mallien piirteitä ja heikkouksia päätyen nykymalliin.

Lisäksi hän kertoi perustietoja tulevasta Euclid -satelliitista jonka suomalaista osallistumisryhmää hän johtaa. Euclid -satelliitti on tarkoitus lähettää matkaan vuonna 2019. Sen tehtävä on selvittää pimeän energian ja pimeän aineen arvoitusta. Luotaimella on tarkoitus kuvata puolet koko taivaasta kuuden vuoden aikana.Yhteen kuvaan mahtuu noin puoli neliöastetta ja kohdasta otetaan 4 eri kuvaa, joita kutakin valotetaan 15 minuuttia.

Dataa tulee kertymään valtavat määrät. Itse Euclid tulee lähettämään maahan 2 PT dataa. Kun tähän lisätään maanpäällisissä projekteissa kerättävä data ja kun se yhdenmukaistetaan, levytilan tarve paisuu 13 PT:uun. Levytilan tarve kaikissa Euclid datankäsittelykeskuksissa on vielä moninkertainen koska tilaa tarvitaan myös mm. simulointeihin. Suomeen tarvitaan vähintään 3 PT vuoden 2020 jälkeen jotta voimme osallistua täysipainoisesti hankkeen datankäsittelyyn ja analysointiin.

Kuvista analysoidaan galaksisen rakennetta ja pimeän aineen vaikutusta galaksien muotoon. Heikko gravitaatiolinssi-ilmiö vääristää kaukaisien galaksien muotoja. Näistä vääristymistä voidaan päätellä kaukaisen galaksin ja havaitsijan välillä olevan massan määrä joka kaareuttaa aika-avaruutta.

Euclidin tarkoitus on kuvata 1,5 miljardia galaksia ja mitata 80 miljoonan galaksin punasiirtymä. Kun katsotaan kauemmaksi niin samalla katsotaan pidemmälle menneisyyteen ja tästä saadaan määritettyä pimeän aineen jakautuminen eri aikoina.Euclidissa on mittalaite joka mittaa galaksien spektrit joista voidaan määritellä galaksien punasiirtymät. Avaruuden laajenemisen takia valon aallonpituus on venynyt.

Punasiirtymän avulla voidaan määrittää galaksien paikka tarkasti ja saadaan niiden kolmiulotteinen jakauma avaruudessa. Ja siitä saadaan määriteltyä maailmankaikkeuden laajenemislaki ajan funktiona. Kun näin saatua laajenemishistoriaa vertaillaan (vertailu tehdään yleisen suhteellisuusteorian mukaan) heikkolinssi-ilmiön ja pimeän aineen rakenteen kehityksen perusteella saatuun  laajenemishistoriaan, niin jos tulokset ovat yhtäpitäviä niin päätelmä on että syynä on pimeä energia joka saa aikaan tämän kiihtyvän laajenemisen. Jos taas se ei ole yhtäpitävä niin sitten pitää etsiä korjaus yleiseen suhteellisuusteoriaan joka selittäisi kiihtyvän laajenemisen ilman pimeää energiaa.

Lähteenä olen käyttänyt Hannu Kurki-Suonion luentoa sekä hänen haastatteluaan Ylen Radiaattori -ohjelmassa viime syksynä.

Tieteessä tapahtuu lehdessä (2/2009) on artikkeli "Maailmankaikkeuden rakenteen synty"

ESA:n tiedesivustolla on Euclidista tarkempaa tietoa