Kirja-arvio: Mustiin aukkoihin on tarjolla vain menolippuja

Markus Hotakainen: Mustat aukot ajan ja avaruuden rajalla (Otava 2021)

Mustiin aukkoihin on tarjolla vain menolippuja – aukko kun imee kaiken lähellä olevan  puoleensa eikä päästä mitään pois, ei edes valoa. 

Markus Hotakainen valottaa tuoreessa kirjassaan yleistajuisesti mustien aukkojen mysteeriä. Totuuden nimissä on sanottava, että välilllä selitykset menevät sen verran vaikeiksi, että muutama kirjan lause täytyy lukea pariinkin kertaan ymmärryksen varmistamiseksi.

Vaikka mustia aukkoja on tutkittu vakavasti vasta alle sata vuotta, Hotakainen kertoo, että jo 1700-luvun lopulla ryhdyttiin pohtimaan tuntemattomien massojen olemusta avaruudessa. Ajan kuluessa ja tiedon kumuloituessa tietämys mustista aukoista on lisääntynyt mutta mitään lopullista totuutta näistä maailmankaikkeuden kummajaisista ei edelleenkään ole. 

Merkittävä rajapyykki saavutettiin viime vuonna, kun Nobel-komitea antoi palkintonsa Roger Penroselle. Nobel-komitean mukaan Penrose oli osoittanut, että mustan aukon muodostuminen on suora ja väistämätön seuraus Albert Einsteinin luomasta yleisestä suhteellisuusteoriasta. Einstein ei muuten itse uskonut mustiin aukkoihin. 

Aukko imee kaiken pieneen pisteeseen

Arkijärjellä mustaa aukkoa on tietenkin lähes mahdotonta ymmärtää: miten luhistuva tähti voi muuttua mustaksi aukoksi, joka imee kaiken lähellään olevan ja  puristaa materian pisteeseen, käytännössä "olemattomiin". Ehkä pistekin kuulostaa isolta, sillä oikeasti materia tai massa puristuu tyhjiin, pisteen tilavuus on nimittäin nolla mutta tiheys ääretön. 

Matemaatikot eivät kuulemma kavahda tällaisia äärettömyyksiä, sillä matemaatikot voivat jopa laittaa erilaisia äärettömyyksiä suuruusjärjestykseen. Fyysikolle äärettömyys tarkoittaa yleensä, että laskelmissa on tehty virhe.

Mustan aukon keskustaa eli sitä tilavuudeltaan tyhjää mutta tiheydeltään ääretöntä pistettä sanotaan singulariteetiksi. Singulariteetti on käytännössä fysiikan lakien vastainen – luonnonlait eivät nimittäin päde siellä. 

Tapahtumahorisontin takana on aivan uusi maailma

Mustan aukon ympärillä oleva näkymätön, pallomainen "aura" on puolestaan tapahtumahorisontti – kukaan ei pääse katsomaan tuon horisontin toiselle puolelle. Tapahtumahorisonttiin saakka voi ulkopuolinen havaita tapahtumat mutta kukaan ei näe, mitä tuon horisontin toisella puolella tapahtuu – ellei sitten itse ole jo horisontin väärällä puolella – siis sillä puolella, josta edes valo ei pääse pakoon. 

Mustan aukon sisälle kadonnut aine ei jätä jälkiä itsestään sillä massa puristuu kasaan ja jäljelle jää vain gravitaatio, painovoima – se vetää kaiken mahdollisen puoleensa. 

Tiedemiehet osaavat selittää ainakin suurin piirtein, mitä mustan aukon lähellä ja aukon sisällä tapahtuu – ainakin noin periaatteessa.  

Vaikka aukot ovat näkymättömiä, muut lähellä olevat taivaankappaleet paljastavat mustien aukkojen olemassaolon. Onpa musta aukko tai paremminkin sen varjo nykyisin jopa "valokuvattu" ja tästä valokuvasta kirjassa on kiinnostavaa tietoa. 

Madonreikä on tunneli toisaalle

Hotakaisen kirjassa käsitellään myös niin sanottuja madonreikiä, jotka mahdollistaisivat tähtien välisen matkailun – siis matkailun inhimillisesti ajattelen järjettömien matkojen päähän. Todellisuudessa madonrei'istä tiedetään kuitenkin niin vähän, että kyse on enemmänkin tieteiskirjallisuudesta tai teoreettisesta pyörittelystä kuin todellisuudesta. 

Ja sitten on vielä tuo aikamatkailu tai pikemminkin paluu tulevaisuuteen. Mustat aukot toimivat nimittäin tehokkaana aikakoneena, sillä aika-avaruus vääristyy niiden lähettyvillä. Mustan aukon anatomia aiheuttaa aika-avaruudeen kaareutumisen. Jos massa on suuri, aika-avaruus kaareutuu voimakkaasti. 

Kun avaruusalus parkkeeraa ison mustan aukon tapahtumahorisontin lähettyville, ympäröivän maailmankaikkeuden aika etenee huomattavasti nopeammin kuin ihmisen avaruusaluksessaan kokema aika. Ihminen eläisi aluksessaan ihan normaalia aikaa mutta muualla aika menisi hurjaa vaihtia eteenpäin. Ihminen palaisi siis omasta näkökulmastaan tulevaisuuteen Maahan saapuessaan. Kiehtovaa, vai mitä? 

Sitten vielä huojentava tieto: Meidän oma Aurinkomme ei voi muuttua mustaksi aukoksi luhistuessaan, sillä Aurinko ei massaltaan ole läheskään riittävän iso. Kun Aurinko sammuu, se muuttuu lopulta Maan kokoiseksi valkoiseksi kääpiöksi. Tosin ihmiset eivät tätä prosessia ole enää näkemässä. 

Lue myös:

    Uusimmat

    Sivusto ei tue käyttämääsi selainta. Suosittelemme vaihtamaan tuettuun selaimeen. Lisätietoja