Planck - luotain uudisti käsityksen kosmoksesta

Euroopan avaruusjärjestö ESA on julkaissut uudet tiedot maailmankaikkeuden iästä ja rakenteesta Pariisissa.

Liki neljä vuotta sitten laukaistu Planck-luotain on tuottanut kaikkien aikojen tarkimman kartan kosmisesta mikroaaltotaustasäteilystä (CMB), joka on jäänne alkuräjähdyksestä. Kartta antaa "liki täydellisen" kurkistuksen universumistamme siltä hetkeltä kun tämä kaikkein vanhin valo vapautui.

Tuolloin universumi oli tiheä 2 700 celsiusasteen lämpöinen keitto protoneita, elektroneja ja fotoneita. Kun protonit ja elektronit yhdistyivät vetyatomeiksi, säteily vapautui. Kuvan CMB-säteily on peräisin tuolta hetkeltä, ajalta, jolloin universumin synnystä oli kulunut 380 000 vuotta.

Sen jälkeen maailmankaikkeus on laajentunut ja säteily on venynyt mikroaaltojen aallonpituudelle.

Nyt saatujen tulosten mukaan maailmankaikkeuden iäksi tarkentui 13,82 miljardia vuotta. Aiempi arvio oli 13,7 miljardia vuotta. ESA tiedotti tuloksista tänään kello 11 Suomen aikaa.

Mittaustulokset laittoivat myös kosmoksen rakenteen uusiksi. Planckin tulosten perusteella tavallista ainetta on 4,9 prosenttia maailmankaikkeudesta. Pimeää ainetta on 26,8 prosenttia ja jäljelle jäävä 68,3 prosenttia on pimeää energiaa.

Lisäksi kävi ilmi, että universumi laajenee hitaammin kuin tähän asti on luultu eli niin sanottu Hubblen parametri mitattiin jälleen aiempaa pienemmäksi.

POIKKEAMAT Vahvistettu lämpötilakartta näyttää keskimääräisen lämpötilaeron puoliskojen välillä ja ns. "kylmän" pisteen. (ESA / PLANCK)

YLLÄTYKSIÄ  LÖYTYI

Erityisen kiinnostavana tutkijat pitävät CMB-säteilyn lämpötilanvaihtelun poikkeamia ennustetuista malleista.  Toinen poikkeama on selvä asymmetria taivaanpuoliskojen välillä. Ennustetun mallin perusteella universumin pitäisi näyttää suunnilleen samalta riippumatta siitä, mihin suuntaan sitä katsoo.
Universumissa on myös "kylmä" kohta, joka on huomattavasti suurempi kuin aiemmin uskottiin.

Cambridgen yliopiston professorin George Efstathioun mukaan päämääränä on kehittää uusi malli, joka ennustaa poikkeamat ja linkittää ne yhteen.
- Olemme vasta alussa. Emme tiedä, onko tämä mahdollista ja minkälaista uutta fysiikkaa saatamme tarvita. Ja se on jännittävää.
    

Yksi tärkeä osa on suomalainen

Planck-satelliitin Suomessa valmistetun 70 GHz:n vastaanottimen etu- (pienempi) ja takapäävahvistinyksiköt. Yksiköt on valmistanut DA-Design Oy. (VTT)

Noin 400 miljoonaa euroa maksaneen luotainhankkeen ytimessä ovat ne tärkeimmät eli mittauslaitteet. Yksi niistä on suomalaisvalmisteinen, 70 gigahertsin taajuudella toimiva radiovastaanotin. Sen rakentaminen on ollut suomalaiskäsissä. Teknologian tutkimuskeskus VTT:n ja Aalto-yliopiston MilliLabin johdolla rakennettu mittauslaite on ylittänyt odotukset.

- Me rakennettiin se tärkein osa siitä luotaimesta, VTT:n T&K-toiminnan kehittämisen johtaja Jussi Tuovinentäräyttää ylpeänä.

Suomalaislaite on tärkeä, sillä juuri tuolla taajuusalueella mittauksia haittaavat häiriöt ovat pienimmillään.

Vastaanotinta oli rakentamassa 15 suomalaistutkijaa. Heidät mukaan lukien Planck-hankkeessa on mukana laite- ja tiedepuolella 40 suomalaista, joita Tuovinen luonnehtii "ykköskaartiksi". Hän hehkuttaa tiedepuolen suomalaistutkijoita, joiden panos raakadatan käsittelyssä on erityisen merkittävä.

Suomesta asian päällä ovat muun muassa Helsingin yliopiston dosenttiHannu Kurki-Suonio, teoreettisen fysiikan professori Kari Enqvist, tutkijaAnne Lähteenmäki Aalto-yliopistosta ja avaruustähtitieteen professoriEsko Valtaoja Turun yliopistosta. Yhteensä hankkeessa on satoja tutkijoita.