Tarkista selaimen asetuksista, että JavaScript ja evästeet ovat käytössä.

Mikäli JavaScript on käytössä, mutta jokin selainlaajennus estää sen lataamisen, poista selainlaajennus käytöstä.

Tutkijat kehittelevät pyydyksiä pimeälle aineelle, jonka läpi kynnämme avaruudessa

Palkinto löytäjälle olisi Nobelin fysiikanpalkinto. Uusia vempaimia ja verotuloja pimeän aineen olemassaolon varmistamisesta tuskin seuraa.

Tiede
 
NASA
Galaksijoukko Bullet Cluster vääristää painovoimallaan takaa tulevaa valoa. Pimeä aine (merkitty sinisellä) toimii niin sanottuna gravitaatiolinssinä. Näkyvät kohteet eivät riitä selittämään, miksi valo taittuu havaitulla tavalla.
Galaksijoukko Bullet Cluster vääristää painovoimallaan takaa tulevaa valoa. Pimeä aine (merkitty sinisellä) toimii niin sanottuna gravitaatiolinssinä. Näkyvät kohteet eivät riitä selittämään, miksi valo taittuu havaitulla tavalla. Kuva: NASA
Fakta

Painovoima kavalsi näkymättömän massan

 Sveitsiläissyntyinen tähtitieteilijä Fritz Zwicky puhui ensimmäisenä pimeästä aineesta vuonna 1933.

 Hän havaitsi, että galaksit pyörivät galaksijoukoissa liian nopeasti näkyvään massaan nähden.

 Yhdysvaltalainen fyysikko Vera Rubin vahvisti 1960-luvun alussa, että ilman pimeää ainetta galaksit hajoaisivat pyöriessään.

Fyysikot etsivät kuumeisesti merkkejä mystisestä pimeästä aineesta, jota on oletettavasti kaikkialla maailmankaikkeudessa. Nimensä mukaisesti se on piilossa.

Tutkijat seulovat avaruudesta syöksyviä valohiukkasia ja rakentavat havaintolaitteita maan alle. Jotkut toivovat, että maailman suurin hiukkaskiihdytin Genevessä ratkaisee 80 vuotta vanhan arvoituksen.

Palkinto löytäjälle olisi fysiikan nobel. Uusia vempaimia ja verotuloja pimeän aineen varmistamisesta tuskin seuraa, mutta havainto lisäisi ymmärrystä universumista suuresti.

Ilman pimeää ainetta meitä ei olisi, saksalainen fyysikko Stefan Funk muistutti Yhdysvaltain tiedeviikolla Washingtonissa helmikuussa. Pimeän aineen painovoiman avulla aine kiertyi maailmankaikkeuden alussa tähdiksi, aurinkokunniksi ja tähtijoukoiksi.

Pimeää ainetta on laskettu olevan viisinkertaisesti näkyvään aineeseen verrattuna. Maapallo, aurinkokunta ja koko galaksimme kelluvat pimeän aineen pilvessä.

Sitä on kuitenkin äärimmäisen vaikea havaita. Se ei säteile eikä heijasta valoa. Se tuntee vain painovoiman ja ehkä atomin ytimessä vaikuttavan heikon voiman.

Pimeän aineen pyydystämiseksi on kaavailtu useita keinoja. Funk itse tutkii Linnunradan keskustasta sinkoutuvia valohiukkasia, jotka ehkä syntyvät pimeän aineen hiukkasen tuhoutuessa.

”Paras keino havaita pimeästä aineesta syntyneitä hiukkasia on tutkia galaksin keskustan gammasäteilyä”, Funk tarkensi HS:lle.

Kuin vahvistukseksi Harvard-Smithsonianin astrofyysikot julkaisivat pääsiäisenä tutkimuksen, jonka mukaan Linnunradan keskustasta on löytynyt ”mahdollisia merkkejä” pimeästä aineesta.

Funkin ja kollegoiden työ perustuu olettamukseen, että pimeän aineen hiukkaset ja antihiukkaset ovat tuhonneet toisiaan galaksin keskustassa, jossa pimeää ainetta on paljon.

Yleisesti jo hyväksytty pimeän aineen hiukkanen on ”heikosti vuorovaikuttava raskas hiukkanen”, jonka taipuu englannin kielessä lyhenteeksi wimp.

Jos wimp on itsensä antihiukkanen, kuten on pohdittu, kaksi wimpiä tuhoaa toisensa kohdatessaan.

Kahdesta wimpistä syntyy kaksi hyvin energistä valohiukkasta eli gammasäteilyä.

Jos havaitun säteilyn jakaumassa on mystinen piikki, selitys voi olla pimeä aine.

Funk haravoi galaksin keskustasta saapuvaa gammasäteilyä esimerkiksi Maata kiertävän Fermi-teleskoopin havainnoista.

Myös avaruudesta sinkoutuvat positronit voivat paljastaa pimeän aineen. Näitä elektronien antihiukkasia on havaittu avaruudessa enemmän kuin niitä olisi pitänyt syntyä tunnetuissa hajoamisissa.

Tosin positroneja voi syntyä muissakin kosmisissa tapahtumissa, samoin kuin gammasäteilyä.

”Kymmenessä vuodessa meidän pitää havaita jotakin tai miettiä uudelleen, mitä pimeä aine voisi olla”, Funk sanoo.

Entä jos pimeän aineen hiukkanen tuntee painovoiman lisäksi atomin ytimessä vaikuttavan heikon vuorovaikutuksen? Sittenhän wimpin voisi havaita suoraan.

Australialainen tutkija Elisabetta Barberio esitteli Washingtonissa uutta pimeän aineen havaintolaitetta. Sitä rakennetaan maan alle Stawellin kultakaivokseen Australiassa.

”Suora havaitseminen perustuu olettamukseen, että maapallo on pimeän aineen pilvessä”, Barberio perusteli.

Pimeää ainetta lentää itse asiassa koko ajan maapallon läpi, sillä Aurinkokunta kyntää galaksin pimeässä pilvessä noin 230 kilometrin sekuntivauhtia.

Yksittäinen wimp painelee noin vain maapallon läpi, koska se vaikuttaa muihin hiukkasiin todella heikosti.

”Se siroaa ehkä kerran matkatessaan valovuoden mittaisen lyijyseinämän läpi”, Barberio kuvailee.

Siksi yksittäisen wimpin jahtaaminen olisi mahdotonta. Mutta jos niitä tulee hirvittävän paljon, jokin niistä voi osua havaintolaitteessa atomin ytimeen.

Laitteissa on kymmeniä tai satoja kiloja nestemäistä ksenonia tai argonia tai lähes nollapisteeseen jäähdytettyjä puolimetalleja.

Osuessaan havaitsimessa atomin ytimeen wimp voi synnyttää energiallaan valohiukkasen, jonka välähdyksen ilmaisin havaitsee. Wimp voi myös ionisoida atomin eli potkaista siitä irti elektronin.

Havaintolaitteita häiritsevät muut maapalloa avaruudesta pommittavat hiukkaset ja taustasäteily. Jonkin verran auttaa, että laitteet pannaan vähintään kilometrin syvyyteen maan alle.

Erikoista kyllä, pimeän aineen hiukkasia pitäisi tulla ilmaisimiin enemmän juhannuksena kuin jouluna.

Syynä on se, että Aurinkokunta kulkee galaksin pimeän aineen pilven läpi vinossa. Kesäkuussa maapallo kulkee pimeässä pilvessä ikään kuin vastavirtaan ja joulukuussa myötävirtaan.

Erilaisia pimeän aineen ilmaisimia on maailmalla toistakymmentä, mutta Australiaan tulee eteläisen pallonpuoliskon ensimmäinen. Pohjoiset ja eteläiset havainnot yhdistämällä voidaan saada arvokasta tietoa.

Maailman suurin hiukkaskiihdytin Euroopan hiukkastutkimuskeskuksessa Cernissä voi myös tuottaa pimeän aineen hiukkasen.

Kiihdyttimessä tapahtuvien protonien törmäyksen energia tiedetään. Jos törmäyksessä syntyneiden ja havaittujen hiukkasten energioiden summa on vähäisempi kuin törmäyksen energia, vajauksen voi selittää vaikkapa wimp.

Yksi oletus on, että Higgsin hiukkanen hajoaa pimeäksi aineeksi, fyysikko JoAnne Hewett muistutti Washingtonissa.

Miksi pimeän aineen hiukkasta ei ole sitten jo havaittu, onhan Higgskin havaittu Cernissä?

Koska Higgsin hajoamisen tapoja ei tunneta perusteellisesti, professori Katri Huitu Helsingin yliopistosta vastaa.

”Unelma olisi se, että hiukkanen löytyisi usealla menetelmällä”, Funk haaveili.

Etsintää helpottaisi, jos tutkijat tietäisivät enemmän pimeän aineen ominaisuuksista.

Pimeää ainetta on noin neljännes universumin energiasta. Jos hiukkanen on kevyt, niitä tarvitaan paljon. Jos se on raskas, vähemmän.

”Pimeän aineen hiukkasen pitää olla hidas ja painava, että se alkaa kasautua”, Funk arvioi.

Haamumaiset neutriinotkin ovat tavallaan pimeää ainetta, koska ne vuorovaikuttavat hyvin vähän muun aineen kanssa.

Neutriinoita on joka paikassa, ja niitä sinkoutuu koko ajan lävitsemme. Ne ovat kuitenkin nopealiikkeisiä eivätkä kasaudu kuten pimeän aineen pitäisi.

Tanskalaisen Syddansk Universitetin tutkijat pohtivat äsken Physical Review Lettersissa, voisiko pimeän aineen hiukkanen olla jättiläinen, massaltaan liki kolmannes ihmisen solusta.

Ajatusmallissa jättihiukkanen olisi syntynyt maailmankaikkeuden alkuaikoina ja sitä voisi jäljittää avaruuden taustasäteilystä.

Tämä aihe on kiinnostava, haluaisin lisää tällaisia uutisia!

Kiitos mielipiteestäsi!

Reseptit