Mustat aukot eivät ole ikuisia – tästä on kyse Stephen Hawkingin tunnetuimmassa löydöksessä

Hawking todisti, että mustat aukot häviävät aikanaan.

Stephen Hawking
Stephen Hawking
Hawking poseerasi kameroille vuonna 2013 Cambridgen elokuvafestivaaleilla, joilla esitettiin ensimmäistä kertaa dokumenttielokuva Hawkingin elämästä.Andrew Cowie / AFP

Keskiviikkona menehtynyt tutkija ja fyysikko Stephen Hawking oli tunnettu erityisesti mustien aukkojen tutkijana. Hänen merkittävin tutkimuksensa johti siihen, että mustista aukoista tuleva säteily kulkee nimellä Hawkingin säteily.

Kosmologian professori Kimmo Kainulainen Jyväskylän yliopistosta kertoo, että aiemmin luultiin, että mustat aukot elävät ikuisesti. Maailmankaikkeus loppuisi, kun lopulta kaikki materia tähdissä ja galakseissa päätyisi putoamaan mustaan aukkoon.

Hawking kuitenkin osoitti laskuillaan, että tosiasiassa mustat aukot eivät olekaan pysyviä. Aukot säteilevät Hawkingin säteilyä, joka vie energiaa pois aukoista, mikä lopulta aiheuttaa mustien aukkojen häviämisen.

Mustien aukkojen häviämisen aiheuttamaa välähdystä ei ole löydetty

Mustan aukon elinkaari riippuu sen koosta. Mitä isompi aukko on, sitä heikompaa säteily on. Alkuvaiheessa aukot säteilevät heikosti, mutta säteily kasvaa ajan myötä. Hävitessään musta aukko tekee voimakkaan välähdyksen. Tällaista välähdystä on Kainulaisen mukaan pyritty löytämään, mutta toistaiseksi huonoin tuloksin.

Haihtuminen ei kuitenkaan tapahdu aivan hetkessä. Auringon kokoinen musta aukko elää 10 potenssiin 67 vuotta. Vertailua voi saada universumin iästä, joka on tällä hetkellä 10 potenssiin 10 vuotta. Tosin aivan pienet mustat aukot häviävät hetkessä.

"Myös Einstein yritti koko ikänsä"

Kainulaisen mukaan modernin fysiikan suurin avoin kysymys on se, miten yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttikenttäteoria voidaan yhdistää. Myös Hawking yritti ratkoa tätä ongelmaa, onnistumatta.

– Myös Einstein yritti koko ikänsä, mutta ei onnistunut, Kainulainen toteaa.

Kainulainen arvioi, että Hawking vaikutti tiedemaailmaan muillakin tavoilla kuin tutkimuksillaan. Hän osallistui aktiivisesti keskusteluihin ja väittelyihin tiedemiesten kanssa mustista aukoista.

Joutui myöntämään virheensä

Yksi iso väittely koski sitä, syövätkö mustat aukot informaatiota. Toisin sanoen, jos mustaan aukkoon putoaa tavaraa, häviääkö se tieto. Kun aukot haihtuvat, saadaanko tieto takaisin? Ongelmaa kutsutaan informaatioparadoksiksi.

Hawking väitti 1970-luvulla, että informaatio katoaa mustista aukoista, vaikka kvanttimekaniikan perusteiden mukaan informaatiosta jää jälki. Väite aiheutti yhden kosmologian suurimmista väittelyistä.

Myöhemmin Hawking on myöntänyt myös julkisuudessa, että osa hänen hänen informaation katoamista koskeneista väitteistään oli vääriä. Nykytiedon mukaan informaatio ei tyystin katoa, eli mustasta aukosta voi päästä pois.

Lue myös:

Esko Valtaoja Hawkingin kuolinpäivästä: "Häntä olisi varmaan huvittanut tämä sattuma"

Poikkeuksellisen lahjakkuuden lisäksi Hawking oli tunnettu vauhdikkaasta pyörätuoliajelusta, huumorintajusta ja esiintymisistä Simpsoneissa

Fyysikko Stephen Hawking on kuollut