Helsingin yliopisto

Kosmologisia etäisyyksiä voi laskea yksinkertaisesti yhteen

Jaa

Kosmologit ovat ensi kertaa tutkineet, voiko kosmologisia etäisyyksiä laskea yksinkertaisesti yhteen. Tämän tarkistaminen auttaa selvittämään, vaikuttavatko galakseista muodostuvat kosmiset rakenteet maailmankaikkeuden kehitykseen ja onko avaruus kaareva. He eivät löytäneet todisteita kummastakaan. Tulos raportoitiin Physics Review Letters -tiedejulkaisussa vastikään.

Arkielämässä suoraa viivaa pitkin mitattu etäisyys pisteestä A pisteeseen C on yhtä suuri kuin etäisyys A:sta B:hen plus etäisyys B:stä C:hen. Aika-avaruudessa mitattujen kosmologisten etäisyyksien tapauksessa tämä ei välttämättä pidä paikkaansa. Tämä yksinkertainen yhteenlaskusääntö voi olla väärin ainakin kahdesta syystä.

Ensinnäkin avaruus voi olla kaareva eikä tasainen. Toisekseen voi olla, että maailmankaikkeutta ei voi approksimoida homogeenisena ja isotrooppisena, kuten yleensä oletetaan - epätasaisuudet voisivat siis vaikuttaa etäisyyksien yhteenlaskuun.

- Avaruuden olettaminen täysin samanlaiseksi kaikissa paikoissa ja suunnissa on eräs maailmankaikkeuden tutkimisen tukipilareita. Sen vakautta pitää testata tarkkaan, sanoo kosmologi Syksy Räsänen Helsingin yliopistosta.

Jos me olemme pisteessä A, niin pisteessä C olevan kaukaisen kohteen etäisyyden meistä voi mitata tyypin Ia supernovien avulla. Mitä himmeämpi supernova, sitä kauempana se on. Tällä perusteella pääteltiin vuonna 1998 maailmankaikkeuden laajenemisen kiihtyminen, ja siitä myönnettiin fysiikan Nobelin palkinto vuonna 2011. Se, mikä oli eturintamaa 17 vuotta sitten, on nyt rutiinia: etäisyyksien määrittäminen supernovien avulla on helppoa.

Tutkijat käyttivät hyväkseen valoa taittavien galaksien painovoimaa

Vaikeampaa on mitata supernovan etäisyys jostakin kohteesta, jossa me emme ole, eli pisteiden B ja C välinen etäisyys. Se on kuitenkin mahdollista käyttämällä hyväksi sitä, miten galaksien painovoima taittaa valoa. Kun valonsäde kulkee galaksin läheltä, galaksi vetää valoa puoleensa ja siten taittaa sen sädettä. Valon taipumiskulma on verrannollinen galaksin ja lähteen väliseen etäisyyteen.

Tutkijat eivät työssään löytäneet mitään todisteita poikkeamille homogeenisuus- ja isotrooppisuusapproksimaatiosta. He eivät myöskään löytäneet todisteita siitä, että avaruus olisi kaareva. Työssään he rajoittivat sitä, kuinka kaareva avaruus voi olla.

Viite:

Syksy Räsänen, Krzysztof Bolejko, Alexis Finoguenov, New Test of the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker Metric Using the Distance Sum Rule, Physics Review Letters, http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.101301

Kuvan copyright: ESA/Hubble & NASA

Lisätietoja antaa Syksy Räsänen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos, puhelin 045 635 7214,syksy.rasanen@helsinki.fi

Ystävällisin terveisin
Minna Meriläinen-Tenhu, 050 415 0316, @MinnaMeriTenhu

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 33
00014 Helsinki

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista jo ennen kuin ne uutisoidaan? Kun tilaat tiedotteemme tältä julkaisijalta, saat ne sähköpostiisi yhtä aikaa suomalaisen median kanssa. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme