Osta kirja itsellesi
(Kirjavinkit.fi saa komission linkkien kautta tekemistäsi ostoksista.)
Maailmankaikkeus syntyi alkuräjähdyksessä, näin meille aina kerrotaan, mutta tämä ei aivan pidä paikkansa. Vanha käsitys alkuräjähdyksestä sisälsi ajatuksen singulariteetista, äärettömän tiheästä pisteestä, josta aika-avaruus sai alkunsa. Useimmat tutkijat ovat kuitenkin hylänneet tämän ajatuksen jo hyvän aikaa sitten, ja nykyinen käsitys sen sijaan tunnetaan nimellä ”hot Big Bang”. Sen mukaan nykyinen universumi kyllä kehittyi hyvin tiheästä ja kuumasta tilasta, mutta ei äärettömästä, eikä se ollut kaiken alku. Mitä tapahtui ennen meidän tunteman universumin syntyä on kiivaan tutkimuksen ja keskusteluiden aihe.
Tutkijat Niayesh Afshordi ja Phil Halper pyrkivät kirjallaan tuomaan tätä tutkijoiden käymää keskustelua lähemmäksi suurta yleisöä. Kirjassa käydään läpi erilaisia teorioita ja hypoteeseja siitä, mitä ennen alkuräjähdystä olisi saattanut tapahtua ja mistä ylipäätään tiedämme sen tapahtuneen lainkaan.
Ensimmäisenä kirjassa käydään läpi inflaatioteoria, joka on nykyään hyvin suosittu ja minullekin jossakin määrin tuttu. Lyhyesti, sen mukaan universumi laajeni eksponentiaalisesti ja äärimmäisen nopeasti ennen hot big bangia. Eli toisin kuin populaarikirjoissa usein vieläkin esitetään, inflaatio loi alkuräjähdyksen eikä toisin päin. Tämä laajenemisprosessi loi havaittavan universumin suurimittakaavaisen rakenteen sekä alkuolosuhteet.
Tähän malliin liittyy myös ajatus nykyään niin muodikkaasta multiversumista. Ikuinen inflaatio -mallin lopputuloksena on se, että avaruuden äärimmäisen kiihkeä laajeneminen jatkuu ikuisesti, jolloin syntyy kupliin jakautunut multiversumi, jossa jokainen kupla on kausaalisesti eristäytynyt oma universuminsa.
Inflaatioteoria selittää elegantisti monia universumimme piirteitä, kuten miksi kosminen mikroaaltotausta on lähes saman lämpöinen kaikkialla ja miksi avaruuden geometria on niin tasainen. Vaikka havainnot puoltavat monin tavoin inflaatiota ilmiönä, ongelmaksi nousevat selittävät mallit, joita on satoja. Inflaatiota voisi itse asiassa kuvailla kokonaiseksi teoriaperheeksi. Useimmat keskenään erilaiset mallit kuitenkin tuottavat hyvin samanlaisen universumin. Ongelmaksi nouseekin, miten voimme testata mikä malleista on oikea, jos mikään?
Silmukkakvanttipainovoima-malli osoittautui kiinnostavaksi, sillä sen mukaan universumin kutistuessa tarpeeksi pieneksi kvanttigravitaatiovaikutukset alkavat vastustaa painovoimaa ja saavat universumin “ponnahtamaan” takaisin ulospäin. Big Bang olisi siis pikemminkin Big Bounce. Kirjassa käydään läpi luonnollisesti myös paljon huomiota ja kritiikkiä saanut säieteoria sekä syklinen universumi -malli, jota kannattaa arvostettu fysiikan nobelisti Roger Penrose, mutta joka ei ole saavuttanut laajaa suosiota kosmologien keskuudessa. Viime aikoina huomiota herättänyt hypoteesi musta aukko -kosmologiasta tulee niin ikään tutuksi, kuten myös ajatus holograafisesta universumista. Mukana on myös lukuisia eksoottisempia ehdotuksia, jotka ovat varmasti useimmille lukijoille ennestään tuntemattomia.
Kirjoittajat käyvät läpi jokaisen ehdotuksen hyvät ja huonot puolet, menemättä sen kummemmin minkään ehdotuksen taakse. Ikävää meidän kannaltamme on, ettei millään ehdotuksella ole vielä takanaan niin vankkoja todisteita, että voitaisiin todeta, että tässä se nyt melkein varmasti on. Kun tutkitaan näinkin vaikeaa aihetta, ongelmaksi väistämättä muodostuukin tutkimusasetelmien valtaisat haasteet. Emme tietysti voi suoraan nähdä tai tutkia tilaa, joka oli olemassa ennen universumiamme, joten minkälaisia todisteita voimme tästä tilasta edes saada on melkoisen kiinnostava kysymys. Tässä myös lähestytään tieteenfilosofiaa. Jos jonkun mallin tai hypoteesin esittämät ilmiöt ovat periaatteessa tavoittamattomissa, syntyy väistämättä kysymys: puhummeko enää tieteestä, vai jostakin tieteelle vieraasta?
Kirjoittajat pohtivat myös dogmatismin vaaroja. Kirjan riitaisa nimi ei nimittäin ole sattumaa, tiedemiehetkin ovat vain ihmisiä ja taipuvaisia heimotunteisiin ja suojelemaan ”lempilastaan”. On kuitenkin vaarallista kiinnittyä liikaa johonkin selitysmalliin, varsinkin kun tässä vaiheessa avoimia kysymyksiä on niin paljon. Tähän liittyvät myös huonon mediakeskustelun vaarat, jolloin suuren yleisön keskuuteen saattaa levitä käsitys, että tietyt asiat ovat varmempia kuin ne oikeastaan onkaan.
Kirja onkin aivan loistava keskustelunavaus tärkeään aiheeseen. Vaikka suurelle yleisölle suunnattu onkin, se ei kuitenkaan tarkoita sitä, että kirja olisi aina erityisen helppoa seurattavaa, vaikka kirjoittajat parhaansa tekevätkin. Jotkin mallit, kuten Stephen Hawkingin ehdottama no-boundary theorem -malli, ovat oikeasti haastavia ymmärtää. Niitä ei voi mitenkään näppärästi visualisoida mielessään, ja kun mallit pohjautuvat monimutkaiseen matematiikkaan, niin paraskaan kirjallinen selitys ei aivan tavoita niiden vaikeaselkoista luonnetta. Aivojen nyrjähtämistä on siis luvassa, mutta se ei ole lainkaan huono asia. Vaikka kirjaa ei ottaisikaan haltuun yhdellä lukemisella, niin onpahan teoksella ainakin uudelleenlukuarvoa.
Battle of the Big Bang : The New Tales of Our Cosmic Origins on erittäin kiinnostavaa luettavaa kaikille kosmologian ystäville, joten jos tieteenalan uusimmat tuulet lainkaan kiinnostavat, tähän kannattaa ehdottomasti tutustua.