Pimeä aine pyörittää maailmaa

80 vuoden ajan on tiedetty, että suurin osa maailmankaikkeudesta on ainetta, jota ei havaita. Vieläkään ei tiedetä mitä tuo pimeä aine on.

tiede
Galaksi.
Jyväskylän yliopiston professori Jukka Maalampi ja toimittaja Minna Matintupa tiivistävät pimeän aineen vajaaseen kahdeksaan minuuttiin.

Pimeä aine on tieteen suuria avoimia kysymyksiä. Sen olemassaolosta on tiedetty 1930-luvulta saakka, mutta sen olemusta ei ole saatu ratkaistua, sillä pimeää ainetta ei ole onnistuttu havaitsemaan suoraan. Kukaan ei siis tiedä mitä pimeä aine on tai mistä se koostuu.

Tieto pimeästä aineesta on kuitenkin saatu havaintojen kautta. Tällainen havainto on esimerkiksi se, että galaksit pyörivät nopeammin kuin niiden näkyvä aine edellyttäisi. Pimeä aine siis pitää galakseja koossa. Toinen havainto on se, että galaksijoukkojen massat ovat suurempia kuin niiden pitäisi kirkkautensa perusteella olla. Joidenkin galaksien massa on jopa 20 kertaa suurempi kuin niiden näkyvän aineen massa.

Sitä ei voi havaita kaukoputkilla tai radioteleskoopeilla.

Painovoima paljastaa pimeän aineen

Pimeän aineen näkymättömyys ei tarkoita vain sitä, että silmä ei sitä havaitse. Kyse on siitä, että pimeä aine ei lähetä tai ime itseensä sähkömagneettista säteilyä. Tämä tarkoittaa, että sitä ei voi havaita kaukoputkilla tai radioteleskoopeilla millään säteilyn aallonpituusalueella. Pimeä aine paljastaakin itsensä ainoastaan painovoiman kautta.

Koska pimeää ainetta ei ole voitu suoraan havaita, kyse on oletuksesta. Oletus pimeästä aineesta on kuitenkin selittänyt havaintoja, ja sen avulla on pystytty ennustamaan ilmiöitä, jotka on sittemmin havainnoilla todennettu. Tunnettu aine ei riitä havaintojen selittämiseen, vaan tarvitaan jotakin muuta, ja pimeä aine täyttää tämän "jonkin muun" paikan. Tehtyjen havaintojen selittäminen ilman pimeää ainetta on erittäin vaikeaa.

Maailmankaikkeuden aineesta noin 80 prosenttia on pimeää.

Näemme viisi prosenttia maailmankaikkeudesta

Fyysikoille kyse ei ole enää siitä onko pimeää ainetta olemassa vai ei, vaan siitä, että mikä on tämän aineen rakenne. Tämän hetken tiedon mukaan maailmankaikkeuden aineesta noin 80 prosenttia on pimeää.

Eikä tuntematon jää pimeään aineeseen - sen lisäksi on myös pimeä energia. Nykyfysiikan havaintojen ja laskelmien mukaan tavallista ainetta, josta koostumme niin me ihmiset, arkinen ympäristömme kuin tähdetkin, on vajaat viisi prosenttia maailmankaikkeudesta. Noin 27 prosenttia on pimeää ainetta, ja pimeä energia vastaa noin 68 prosentista maailmankaikkeuden massaenergiaa.