3. Kosmologia

Blogi 20


Kosmologisen punasiirtymän perusteista

Ja mitä siitä seuraa, kun perusteet muuttuvat...


Nykyisen kosmologian ratkaisevana tekijänä on 1965 jälkeen ollut vaillinaisin fysikaalisteoreettisin perustein ja ad hoc täydennyksin ollut, dopplersiirtymäksi tulkittu, valon kosmologinen punasiirtymä. Sen selittäminen itse avaruuden laajenemisesta johtuvaksi on johtanut nykykosmologian suurten mysteerien eteen. Mutta Big Bang opista ei vain ole oivallettu luopua, vaikka kaikki seikat puhuisivat tämän luopumisen tarpeellisuudesta.

Koko kysymys "kateissa olevasta materiasta ja massasta" on erittäin luultavasti vain näennäiskysymys, joka ratkeaa heti kun huomataan, ettei alkuräjähdysopilla ole niin sanotusti vaatteita.
Pimeä energia katoaa heti kun lopetetaan vetoamasta täysin hypoteettiseen "avaruuden laajenemiseen". Ja itse normimateriaa löytyy muun muassa galaksien sisäisistä ja galaksijoukkojen välisistä materiasilloista, kun niitä on kyetty nyt paremmin havainnoimaan.
On siis olemassa useita vahvasti perusteltavissa olevia seikkoja ja näkökulmia, joiden fysikaalisiin syihin perehtyminen todistaa, että se nykykäsitys on väärä, että valo   ei menettäisi -- pitkillä kosmisilla matkoillaan -- aluksi omaamaansa sisäistä intensiteettiään. Tuo intensiteetti ilmenee säteilyn värinä (energiana) ja se havaitaan valon spektrin punasiirtymänä.

Tämä on nyt jo vuosikymmenet selitetty johtuvaksi "avaruuden laajenemisesta", vaikka asia pitäisi fysikaalisesti ymmärtää itse valon laajenemisena.
Käsitykselle "avaruuden laajenemisesta", puhumattakaan sen kiihtyvästä laajenemisesta, ei ole mitään aitoa fysikaalista perustetta olemassakaan.

Kuva 1.

Kosmisesta punasiirtymästä päätelty hypoteettinen avaruuden laajeneminen perustuu edelleen muodissa olevaan "alkuräjähdysteoriaan". Tuon hypoteesin erittäin heikko fysikaalinen perustelu, kun ajatellaan sen erityisluonnetta, on hämmästyttävän sitkeästi pysynyt nykykosmologian perusteesinä jo vuosikymmeniä, aina sen esittämisestä n 1928, ja varsinkin 1965 kosmisen taustasäteilyn löytymisen jälkeen.
_____

Kosmisen taustasäteilyn "ennuste" on tehty jo paljon aikaisemmin kuin edes koko big-bang hypoteesia oli olemassa. Tasaisen taustasäteilyn olettaminen oli osana jo Olbersin paradoksiin (1828) liittyvässä spekulaatiossa. Olbers kysyi, että eikö yötaivaan pitäisi olla kaikkialta yhtä kirkas kuin Aurinko, jos maailmankaikkeus olisi ääretön -- ja jos tähtien valon niin sanottu pintakirkkaus säilyy etäisyydestä riippumatta?

Koska yötaivas kuitenkin on pimeä, kuten sen näemme, Olbers asetti sen seikan todisteeksi sille, ettei maailmankaikkeus voisi olla ääretön. Jo tässä siis etsitään tavallaan kosmista säteilytaustaa. Mutta mikä on kiintoisaa, kun tuo säteily sitten 1965 löydettiin, se ei kelvannutkaan todisteeksi äärettömyydestä! Päinvastoin sitä alettiin käyttää juuri vastakkaisen hypoteesin (BB) "todisteena".

Tiedettä sen itsensä -- ja sen omaaman vastaansanomattoman sisäisen logiikan  ja siitä seuraavan mielihyvän tunteen vuoksi harrastavan -- on vaikea ymmärtää mikä on se syy ja motivaatio, joka estää ajattelemasta kosmosta itseohjaavana ja itsensä uudistavana äärettömänä kyberneettistä kiertokulkua noudattavana järjestelmänä.
_____


Ryhdymme nyt käymään läpi niitä perusteita, jotka osoittavat nykykäsitysten heikkouden. Ja toisaalta tarkastelemme siinä rinnalla niitä vastatodisteita ja perusteita, joita mielestäni ei voida enää sivuuttaa, jos arvostetaan tieteen sisäisen itsekorjaavuuden ominaisuutta.

 

Valon laajeneminen ja sen seuraukset

Kuten termodynamiikasta tiedämme, kun esimerkiksi kaasu laajenee, se samalla jäähtyy. (Ja myös painvastoin, kun kaasua - tai mitä tahansa - puristetaan, se vastaavasti kuumenee).
Tämä sama periaate on fysikaalisesti pätevä myös valolle, vaikka sen osoittaminen ei ole tutkijoille kelvannut asian todistamiseen.

Kosminen punasiirtymä perustuu fysikaalisesti seikkaan, että laajennuttuaan pitkällä, jopa miljardien valovuosien matkallaan avaruuden halki, valon on pakko "harventua" – eli matkatessaan jäähtyä, tuota matkaa vastaavasti.
Tämä johtuu siitä, että valolla on tietty sisäinen koherenssiinsa, joka saa sen pysymään eräällä tavalla yhtenäisenä, vaikka sen tilavuus laajeneekin.

(Asiaa on käsitelty myös 13 blogissa eri puoliltaan esimerkiksi on mainittu Einsteinin niin kutsuttu "neulassäteily" jne. Lisäksi jo 3. blogi käsitteli sitä, että myös kentillä on oma massansa, ja että sen suuruus on osin myös dynaamista riippuen joltain osaltaan kenttien kietoutumisen asteesta yms seikoista.)

http://mikalogia.blogspot.com/2013_08_03_archive.html

Asiaa on ollut vaikea teoreettisesti selittää  ja sen ympärille on kutoutunut monenlaisia selityksiä ja selityksen selityksiä. Se mitä tiedetään on, että osittain valon koherenssissa tapahtuu niin, että sen säteilyn komponentit ikäänkuin kietoutuvat toisiaan vahvistaviksi ”kimpuiksi”.

Olennaista näissä rakenteissa on se, että saman aalto- tai värähdysalueen kimput kokevat vaikutuksia, jotka saavat ne tunnistamaan intensiteettinsä ja siis oman "lajinsa”. Lisäksi valon komponentit samalla tunnistavat myös sen järjestyneen paikkansa, joka niillä on ollut alkuaan kokonaissäteilyssä.

Tuossa voidaan käyttää analogiana aineen vastaavaa käyttäytymistä, joka muistuttaa hieman atomistien esittämää "samanlaiset hakeutuvat toistensa seuraan" periaatetta. Alkuaineista,  jaksollisesta järjestelmästä ja kemiasta tunnetut käyttäytymismallit voivat toimia osviittana myös säteilyilmiöiden sisäisen tai keskinäisten koheesion ja ryhmitysten suhteen.


Tuon pohjustuksen jälkeen pääsemmekin jo asiaan. Ja asia on se, että nyt on korkea aika ymmärtää mistä kaukaa saapuvan kosmisen valon punasiirtymä todellisuudessa fysikaalisesti johtuu.

"Mikroaaltojen kantama on sitä lyhyempi, mitä nopeammin ne värähtelevät, koska aallot menettävät osan energiastaan fotonin irrotessa.
Avaruudesta tuleva luontainen taustasäteily muodostuu äärimmäisen heikosta mikroaaltosäteilystä, jonka aallonpituus vaihtelee noin millimetristä noin senttimetriin."

Kun tutkimme valoa kaukaisista kosmisista lähteistä suurilla kaukoputkilla, niin valo kootaan laajalta alalta suurilla koverilla peileillä yhteen. Sitä tutkitaan sitten keskittämällä se näiden peilien polttopisteeseen, jossa sitä tutkitaan monin eri tavoin. Eräs näistä tavoista on valon hajottaminen osatekijöihinsä spektroskooppisilla laitteilla. Se tarkoittaa, että säteilyn eri osatekijät yleensä projisoidaan tietylle (lopulta) suorakaiteen muotoiselle kaistalle tai ympyrälle, josta ne voidaan valokuvata. 

Kuva 2.

Tuossa tutkimustapahtumassa siis kootaan avaruuden syvyyksistä saatua, etäisyyteensä verrannollisesti hajautunutta, ja siten siis muuttunutta valoa.
Ja tässä tapahtuu se ”teoreettinen turma”.

Ei ole osattu ajatella, että ne kaukaisessa kosmisessa valossa tietyissä paikoissa alkuaan sijainneet kosmiset spektriviivat ovatkin nyt havaitussa valossa eri paikoissa kuin ne olivat siinä alkuaan. Se on jäänyt huomaamatta, ettei valoa tuossa polttopisteeseen kokoamisessa suinkaan lämmitetä siinä alkuaan olleeseen ”säteilylämpötilaan”, vaan se kootaan juuri sellaiseksi jo jäähtyneenä, kuin miksi sen tila on äärimmäisen pitkällä matkallaan tullut.

Nyt olemme tulleet siihen todelliseen pointtiin tässä kysymyksessä. Ja se on se, että mitään avaruuden laajenemista -- tuosta valoon etäisyyden mukana tulevasta muutoksesta -- ei ole havaittavissa.

Sen sijaan – siinä on havaittavissa selvästi noiden fraunhoferin viivojen  -- kiinnittyminen pitkällä kosmisella matkallaan jäähtyneeseen ”muuttuneeseen valoon”, jossa viivat esiintyvät uusissa paikoissa, kaukana jäähtyneen valon alueella.

Kun tuo muutos on tapahtunut, nuo spektriviivat eivät suostukaan palaamaan alkuperäisille paikoilleen. Tuo pitkä kosminen matka on jäädyttänyt niiden paikat siten, että ne sijaitsevat uudelleen kootun valon spektrissä juuri siellä, mihin pisteeseen ne – etäisyyteensä verrannollisesti – ovat jäähtyessään siirtyneet.


Kuva 3.

Yllä olevassa kuvassa näkyy oikealla se kuinka etäisyys vaikuttaa spektriviivojen siirtymiseen kohti spektrin punaista päätä. (Kuva Steven Weinbergin kirjasta
"3 ensimmäistä minuuttia").

Kun avaruuden laajenemisen oletuksesta voidaan luopua 

Tästä seuraa monia asioita. Ensimmäisenä pimeän energian hypoteesi käy tarpeettomaksi. Toiseksi Alkuräjähdyshypoteesilta putoaa pohja pois. Ja kolmanneksi realistisemman ja loogisemman teoreettisen hahmotuksen uusi aika voi alkaa. Näin 3. Kosmologia saavuttaa sen tavoitteen, jonka perusteella sitä olen alkuaan lähtenyt kehittelemään.

Eräänä selvimmistä muutoksista tarve esimerkiksi inflaatioteorialle katoaa.

Edelleen tarpeen niin sanotun yhden alun -- alkuräjähdyksen -- väkinäisille selityksille poistuessa, se antaa tilaa vapaalle uudelleenharkinnalle koko astrofysiikan alueella. Tästä voi ennustaa, että koko ala elpyy ja kokee suuren luokan nousun siihen arvostukseen ja asemaan, joka sille laajimpana ja -- voi sanoa -- myös syvimpänä tieteenä kuuluu.

Nyt voidaan taas alkaa tutkia syvän avaruuden ilmiöitä itsenäisinä kosmisina prosesseina. Mistä seuraa, että aivan uudenlaisetkin ideat ja selitysmallit tulevat taas mahdollisiksi.

Kuten asioita tiiviisti seuraavat alan ihmiset ovat huomanneet, on aivan parin viimeisen vuoden aikana tapahtunut suurta edistystä sekä tutkimuksen kannalta että myös teoreettisissa edellytyksissä. Tästä ovat esimerkkinä muun muassa se, että nyt on tutkimusryhmien onnistunut saada vakuuttavaa aineistoa niistä materiasilloista, joita ei aiemmin ole saatu näkyviin, niiden koostuessa erittäin ohuesta materiasta galaksien ja galaksijoukkojen välillä.

Näihin löytöihin on voitu liittää otsikoita, kuten "Kosmisen tavallisen aineen määrä on kaksinkertaistunut uusien havaintojen myötä".

Puolet maailmankaikkeuden puuttuvasta massasta on juuri löydetty - Tekniikanmaailma.fi

Tuo uutinen on julkaistu kaikissa alan tiedelehdissä ja sen perusteella voidaan muun muassa päätellä:
Havaitun aineen määrä on nyt jo muuttunut neljästä (5) noin 10 % nurkille. Ja asiaa tutkittaessa on melkoisen varmaa, että tuo määrä tulee edelleen kasvamaan tuntuvasti.

Näin ollen nyt saatujen uusien tulosten ja uudenlaisen kosmisen punasiirtymään liittyvän fysikaalisen tulkinnan perusteella "pimeän materian ongelmasta" on saatu katoamaan noin 80-85 %. Ja sitä voidaan pitää jo todellisena läpimurtona!

Kun siis edellä osoitetulla tavalla on tuo 10 prosenttia kosmisesta materiasta jo löydetty -- ja "kateissa ollut pimeä energia" on lopullisesti kadotettu, voidaankin nyt todeta, että galaksien ja galaksijoukkojen lähes yhtenäisestä pyörimisestä johtuvan "puuttuvan materian" määrä onkin enää, kaikkiaan, noin ehkä 10 % luokkaa. Ja tämä määrä tullaan varmuudella kattamaan, kunhan tutkimuslaitteet ja metodit yhä edelleen jatkuvasti paranevat.

Siis, kun nykyään on ollut kateissa n 95 % universumin materiasta, niin tämän jälkeen on kyse enää n 10 % viimeistellystä selittämisestä, 85 prosenttia on jo saatu asiallisesti ottaen selitetyn piiriin. (5 % jääköön toistaiseksi reserviin, kun muun muassa edelleen on olemassa se neutriinojen massaongelma jne.).

https://www.youtube.com/watch?v=nByekIx7XXw&feature=share


Jos mitään dramaattisesti uutta ei ilmene, niin voidaan helpottuneina todeta, että fysikaalinen kosmologia ja astrofysiikka on siirtynyt uuteen vaiheeseen. Seuraava ratkaistava ongelma muodostuu siis siitä, että kyetään teoreettisesti löytämään ne tekijät, joita yhä edelleen tarvitaan ns galaktisen rotaation täydeksi selittämiseksi.


https://www.tiede.fi/artikkeli/tilaajille/antiaine-katkee-mysteerin?utm_medium=affiliate&utm_source=facebook&utm_campaign=td_vk_2018tahtinayte_auto&utm_content=tutustu_digi_notitle

Tästä edellä olevasta "antiaineen mysteeristä" on tässä blogisarjassa aiemmin jo puhuttu useampaan kertaan. 3. Kosmologian kanta on, ettei mitään epäsuhtaa aineen ja antiaineen välillä ole, koska itse aine rakentuu juuri tasan menevästä määrästä kummankin lajin "e-olioita". Aihe löytyy muun muassa 16. blogista.

https://www.avaruus.fi/uutiset/kosmologia-ja-teoreettinen-fysiikka/puolet-maailmankaikkeuden-tavallisesta-aineesta-on-pysynyt-piilossa-nyt-se-viimein-loytyi.html


http://www.eluova.fi/index.php?id=125

Jopa aina skeptinen Kari Enqvist alkaa aavistella muutosta: 

"Supernovahavaintojen mukaan pimeä energia on maailmankaikkeuden energiabudjetin Yhdysvallat ja EU. Noin 72 % kaikesta massaenergiasta on pimeää energiaa.

Mutta voisimmeko olla erehtyneet? Viime aikoina kosmologit ovat käyneet kiivasta keskustelua pimeän energian luonteesta. On huomautettu, että itse asiassa emme havaitse avaruuden laajenemista vaan ainoastaan valon, joka avaruuden halki kulkee supernovasta havaintolaitteeseen. Matkalla sen aallonpituus on kasvanut eli valo on punasiirtynyt, ja tavanomaisesti tämä tulkitaan avaruuden laajenemisen aiheuttamaksi ilmiöksi."

https://www.avaruus.fi/uutiset/tahdet-sumut-ja-galaksit/kolmen-mustan-aukon-kasvuvauhdille-ei-loydy-selitysta.html

Edeltävät linkit viittaavat aiheisiin, joista monia on jo aiemmissa blogeissa osin käsitelty. Mutta asian oleellinen tärkeys huomioiden, niihin on vielä tarkemmin palattava. Näin tämä kirjoitussarja tulee edelleen jatkumaan fysiikan perusteiden ja tulosten tarkastelun merkeissa.

Ehkä tästä voisi syntyä jotain lisäarvoa, kun ehdotusta punnitaan ja sovitetaan jo tunnettuun tietoon?

Muuttuva tilanne kokonaiskuvassa antaa myös paremmat edellytykset syventyä oikeampien taustatietojen valossa esimerkiksi galaksien synnyn laajaan problematiikkaan, mustien aukkojen luonteeseen, materian kiertokulkuun galaksiavaruudessa ja esimerkiksi "protonien luomiseen" galaksien ytimien suihkupurkauksissa.


19.6.2018  Mika Kovin

... Jatkuu seuraavassa blogissa (21).