Avaruuden laajeneminen

Yksityiskohta Hubble Ultra deep space -valokuvasta
Näissä mittasuhteissa avaruuden laajeneminen on merkittävä tekijä
kuva wikimedia

Edwin Hubble osoitti edeltäjänsä ja kollegojensa kanssa Dopplerin ilmiön ratkaisevan tärkeän merkityksen kosmoksen tutkimukselle. Puna- ja sini-siirtymä osattiin todeta jo auringon pyörimisessä ja tarkoin mittauksin myös ekvaattorilla olevista havaintoasemista maapallon pyörimisliikkeen seurauksena.

Hubble mullisti ihmiskunnan käsityksen universumista löytämällä Mt. Wilson observatorion 100 tuuman Hooker teleskoopilla Linnunradan ulkopuolisen syvän avaruuden ja antamalla tarkkaa tietoa kaukaisten galaksien nopeuksista ja etäisyyksistä.

Vääjäämätön lopputulos oli, että maailmankaikkeus ei suinkaan ole staattinen kuten tähtitieteessä oli totuttu ajattelemaan, vaan erittäin dynaaminen. Etäisten galaksien kiihtyvä vauhti poispäin maapallosta oli tosiasia, jonka merkitystä on 1920-luvulta alkaen yhä parempien instrumenttien, tarkempien mittausarvoin ja kehittyvän teoreettisen selityksin pohjalta tutkittu. Työ on vasta alussaan.

Kuten Hannu on edellä kertonut, kyse ei ole "alkuräjähdyksestä" vaikka Sir Fred Hoylen keksimä leikillinen ilmaus Big Bang sellaiseen viittaakin ja kuten luonnollisesti ajattelemme. Kun louhoksella räjäytetään dynamiittia, graniitin kappaleet sinkoutuvat määrätyllä nopeudella poispäin alkupisteestä ja putoavat sitten jonnekin liike-energian loppuessa. (Toivottavasti ei läheisen asutuksen pihoille.)

Avaruuden laajeneminen ei ole tällainen alkuräjähdys. wikipedia johdattelee asian näin artikkelissa Metric expansion of space

The metric expansion of space is the increase of the distance between two distant parts of the universe with time.
It is an intrinsic expansion whereby the scale of space itself changes.
This is different from other examples of expansions and explosions in that, as far as observations can ascertain, it is a property of the entirety of the universe rather than a phenomenon that can be contained and observed from the outside.
wikipedia

Avaruuden mittasuhteet muuttuvat

Pauli Nevala
kuva YLE eläväarkisto preview

Avaruuden mittasuhteiden laajeneminen on meikäläiselle tavikselle hankalasti hahmotettava asia.

Ajatellaan urheilun historiaa muistellen, että teuvalainen Pauli Nevala on Ruotsi-ottelussa vuonna 1970 tempaissut tosi lujaa, että miltei olkapää sijoiltaan lähti. Kenttätuomarit lähtevät leuka loksahtaneina 90 metrin rajalta mittaamaan keihään putoamiskohdan etäisyyttä heittoviivasta. Heidän liikkuessaan mittanauhansa kanssa, koko urheilukenttä laajenee ja kaikki siinä olevat.

Näin ollen ennätystuloksen mittaus riippuu havainnoijan sijainnista. Koska tuomarit ovat itse mukana laajenemisessa ja kasvavat kokoa, he saavat jatkuvasti saman tuloksen pitenevällä mittanauhallaan: 92,64 metriä.

Jos mittausta tarkkailee joku virkailija urheilukentän laajenemisen ulkopuolelta, hänen arvioissaan heiton etäisyys voikin olla hurjat 120 metriä laajentuneella areenalla.

Eikö niin?


Painovoima mukaan!
No ei aivan.

Väittävät mokomat, ettei laajenevan urheilukentän ulkopuolelta käsin tapahtuva tarkkailu ole edes mahdollista!

Luonnonlakien maailmassa taas esimerkkimme urheilukenttä on sen verran pieni, että avaruuden laajenemisen teoria mutkistuu.

Metric expansion is a key feature of Big Bang cosmology, is modeled mathematically with the FLRW metric, and is a generic property of the universe we inhabit.

However, the model is valid only on large scales (roughly the scale of galaxy clusters and above).

At smaller scales matter has become bound together under the influence of gravitational attraction and such things do not expand at the metric expansion rate as the universe ages.

As such, the only galaxies receding from one another as a result of metric expansion are those separated by cosmologically relevant scales larger than the length scales associated with the gravitational collapse that are possible in the age of the Universe given the matter density and average expansion rate.
wikipedia

Onko kukaan väittänytkään, että moderni Big Bang kosmologia olisi aikuisopiskelijalle helppo aihe?