Jos noudatetaan kosmologien suuren enemmistön kantaa, niin voinee sanoa että itse alkuräjähdysteoriassa ei varsinaisesti ole "pahoja ongelmia". Avoimia kysymyksiä ja yksityiskohtien tarkentamista sen sijaan piisaa.

Tuskin kukaan ammattilainen epäilee teorian kuvausta maailmankaikkeuden yleisestä kehityksestä jostain sekunnin miljoonasosan ikäisestä vauvauniversumista nykyaikaan saakka. Tämä johtuu siitä, että meillä on valtava määrä erilaista teoriaa tukevaa havaintoaineistoa, kosmisesta taustasäteilystä ja alkuainerunsauksista aina nykyisen kosmoksen näkyvän ja pimeän aineen jakautumiseen. Ja mikä vielä tärkeämpää, jo miljoonasosasekunnin ikäisessä kosmoksessa pätivät tuntemamme fysiikan lait. Vaikka tiheys ja kuumuus silloin olivatkin suuria arkielämään verrattuina, ne olivat olosuhteita joita voimme tutkia laboratorio-olosuhteissakin esimerkiksi hiukkaskiihdyttimillä, ja joissa ei vielä tarvita uusia ja parempia fysiikan teorioita.

Vaikeudet kasaantuvat mentäessä kohti nollahetkeä. Jossain vaiheessa kaksi suurta fysikaalisen maailman teoriaamme, yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttifysiikka, alkavat antaa vastakkaisia ennusteita nuoren kosmoksen olosuhteille ja käyttäytymiselle, emmekä enää tiedä mihin uskoa. Tarvitsisimme kvanttigravitaatiota, säieteoriaa, tai ties minkä nimistä Kaiken Teoriaa selittämään todella varhaisen maailmankaikkeuden tapahtumat. Mukaan luettuna sen, mitä tapahtui nollahetkellä, oliko sitä ennen mitään, ja onko oma universumimme vain yksi kupla multiversumissa.

Tuore katsaus kosmologiaan listasi kolme keskeisintä kysymystä: mitä on pimeä aine, mitä pimeä energia, ja tapahtuiko hyvin nuoressa maailmankaikkeudessa suunnaton kosmiseksi inflaatioksi kutsuttu laajeneminen. Näistä pimeän aineen ja pimeän energian ongelmat eivät ehkä vaikuta itse alkuräjähdysteoriaan kovinkaan paljoa. Inflaatio sen sijaan on keskeinen osa nykyistä standardimallia, vaikka se ymmärretään hyvin huonosti. Euroopan avaruusjärjestön Planck-satelliitin toivotaan tuovan vastauksia näihinkin kysymyksiin.

Esko Valtaoja
Professori
Turun yliopiston Tuorlan observatorio

Lähde: Tähdet ja avaruus -lehti 7/2007