Tämä elokuva vie teidät matkalle...
...matkalle läpi ajan ja avaruuden.
Haluan kertoa teille tarinan laitteesta, joka on parantanut huomattavasti näkemystämme taivaasta,
terävöittänyt tietoisuuttamme Maailmankaikkeudesta,
ja joka tunkeutuu yhä syvemmälle kohti ajan ja avaruuden reunoja.
ESA - Euroopan avaruusjärjestö - esittää
Hubble - 15 vuotta löytöjä
HUBBLEN TARINA
Katsoessamme yötaivasta näemme tutun tähtien tuikkeen.
Valo on kulkenut valtavia matkoja saavuttaakseen meidät.
Mutta oikeasti tähdet eivät tuiki.
Maailmankaikkeus on läpinäkyvä.
Kaukaisten tähtien ja galaksien valo voi kulkea muuttumattomana halki avaruuden tuhansia,
miljoonia, jopa miljardeja vuosia.
Mutta muutamaa viimeistä mikrosekuntia ennen kuin valo saavuttaa silmämme,
noiden tähtien ja galaksien tarkka kuva häviää.
Tämä johtuu valon kulusta läpi ilmakehän, joka on ikuisesti muuttuva kerros ilmaa,
vesihöyryjä ja pölyä, ja joka sotkee hienot kosmiset yksityiskohdat.
Tähtitieteilijät ympäri maailmaa haaveilivat vuosia observatoriosta avaruudessa.
Jo 1923 kuuluisa saksalainen rakettitiedemies Hermann Oberth ehdotti avaruuteen sijoitettavaa kaukoputkea.
Tarvittiin kuitenkin vuosikymmeniä ennen kuin teknologia kehittyi tarpeeksi toteuttamaan tämän unelman.
Amerikkalainen Lyman Spitzer esitti realistisemman suunnitelman avaruuskaukoputkesta 1946.
Avaruudesta käsin, Maan ilmakehän yläpuolelta, kaukoputki pystyy havaitsemaan häiriintymätöntä valoa tähdistä,
galakseista ja muista kohteista ennen kuin hengittämämme ilma vääristää sen.
Lopputulos: kuvat ovat tarkeampia kuin mitä suurimmillakaan maanpäällisillä kaukoputkilla kyetään saamaan;
kuvien tarkkuutta rajoittaa ainoastaan optiikan laatu.
1970-luvulla NASA - National Aeronautics and Space Administration - ja ESA - European Space Agency -
ryhtyivät yhteisvoimin suunnittelemaan ja rakentamaan laitetta, josta syntyi Hubble Space Telescope.
Nimi on kunnianosoitus Edwin Powell Hubblelle - modernin kosmologian isälle -
joka 1920-luvulla todisti, että kaikki näkemämme ei kuulu Linnunrataan.
Sen sijaan kosmos yltää paljon, paljon laajemmalle.
Hubblen työ muutti käsityksemme ihmiskunnan paikasta Maailmankaikkeudessa ainiaaksi,
ja kaikista ihmeellisimmän kaukoputken nimeäminen Edwin Hubblen mukaan ei olisi voinut olla osuvampi teko.
Tarvittiin kaksi vuosikymmentä monista maista olevien tiedemiesten,
insinöörien ja rakentajien yhteistyötä ennen kuin Hubble oli lopulta valmis.
Huhtikuun 24. 1990 viisi astronauttia lähtivät avaruussukkula Discoveryllä matkalle,
joka muutti kuvamme maailmankaikkeudesta ikuisiksi ajoiksi!
He sijoittivat innolla odotetun avaruuskaukoputken radalle noin 600 km korkeuteen Maan pinnan yläpuolelle.
Maassa tähtitieteilijät odottivat kärsimättöminä ensimmäisiä tuloksia.
Mutta alle kahden kuukauden kuluttua oli selvää että Hubblen näkö oli kaikkea muuta kuin terävä.
Peilissä oli vakava vika
Virheellinen peilin muoto esti Hubblea ottamasta tarkkoja kuvia.
Peilin reuna oli liian tasainen, ainoastaan vaivaisen viidesosan verran ihmishiuksen paksuudesta,
mutta onnistuakseen tehtävässään Hubblen oli oltava täydellinen pienintä yksityiskohtaa myöten.
Pettymys oli melkein liian suuri nieltäväksi.
Ei ainoastaan tähtitieteilijöille, mutta myös amerikkalaisille ja eurooppalaisille veronmaksajille...
Seuraavien vuosien aikana NASA:n ja ESA:n tiedemiehet ja insinöörit
työskentelivät yhdessä suunnitellakseen
ja rakentaakseen korjaavan optiikkapaketin COSTAR
(Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement).
Hubble-ihmisillä oli nyt edessä uusi vaikea päätös:
mikä tieteellinen havaintolaite poistettaisiin,
jotta COSTAR mahtuisi Hubbleen?
Lopulta poistettavaksi valittiin nopea fotometri.
Hubblen ensimmäinen huoltolento 1993 on jäänyt historiaan
yhtenä avaruuslentojen kohokohtana.
Se sai suurempaa huomiota sekä tähtitieteilijöiltä että tavalliselta yleisöltä
kuin yksikään sukkulalento sen jälkeen.
Tarkasti suunniteltu ja loistavasti toteutettu lento onnistui joka suhteessa.
COSTAR korjasi Hubblen nakökyvyn paremmin kuin kukaan oli uskaltanut toivoa.
Kun ensimmäiset huollon jälkeiset kuvat tulivat tietokoneiden näytöille,
oli ilmiselvää, että astronauttien viemät silmälasit olivat korjanneet Hubblen likinäköisyyden täydellisesti.
Hubble oli lopultakin tositoimissa!
Tämä oli vasta ensimmäinen kerta kun avaruussukkula vieraili Hubblen luona.
Kaukoputki oli suunniteltu päivitettäväksi, jotta uusinta tekniikkaa voitaisiin hyödyntää.
Kun edistyneempiä havaintolaitteita, elektronisia tai mekaanisia komponentteja tulisi saataville, ne voitaisiin asentaa.
Lisäksi, aivan kuten auto tarvitsee huoltoa, myös Hubble tarvitsee aika ajoin hienosäätöä.
Insinöörit ja tiedemiehet lähettävät säännöllisesti sukkulan Hubblen luokse, jotta astronautit voivat päivittää sitä
käyttäen jakoavaimia, ruuvimeisseleitä ja muita työkaluja kuten automekaanikot.
Tähän mennessä huoltolentoja on ollut neljä - 1993, 1997, 1999 ja 2002 - kaikki astronauttien tekemiä
käyttäen NASA:n avaruussukkuloita. Seuraavan lennon oli määrä tapahtua 2005,
mutta valitettavasti se peruttiin traagisen Columbian onnettomuuden jälkimainingeissa.
Hubblen tulevaisuus on epävarma.
Alunperin sen suunniteltiin toimivan 15 vuotta, mutta sen olettua elinikää on nyt jatkettu 20 vuoteen.
Hubble tuottaa yhä kaikkein uskomattomimpia tuloksia tähtitieteilijöille,
Hubblen tarina päättyy lopulta.
Sukkula, jolla ei ole yhtään ihmistä, lukkiutuu Hubbleen sen kiertoradalla.
Lähtiessään Hubblelta robotti jättää jälkeensä rakettimodulin,
jotta kun Hubble on tehnyt vielä joitakin vuosia hyödyllisiä havaintoja,
insinöörit voivat käyttää maasta käsin näitä raketteja ohjatakseen Hubblen
ilmakehän läpi sen lopulliseen lepopaikkaan eli mereen.
Hubblen eläkkeelle jääminen
ei kuitenkaan ole samalla loppu kyvyllemme nähdä maailmankaikkeuteen. Ennemminkin se aloittaa
uuden aikakauden, jonka aikana avaruudesta tehdään vielä uskomattomampia löytöjä ja saadaan vielä hienompia kuvia.
Hubblelle on seuraaja.
James Webb avaruusteleskooppia suunnitellaan parhaillaan ja se saatetaan
Tämän päivän koittaessa James Webb avaruuskaukoputkea
käyttävät tiedemiehet toivovat löytävänsä yhä uusia asioita
ja ymmärtävänsä kiehtovaa maailmankaikkeuttamme paremmin.
HUBBLE LÄHIKUVASSA
Hubble on päivitettävä, avaruudessa oleva kaukoputki, jonka kiertorata lähes 600 km korkeudessa
on melkein kokonaan kuvia häiritsevän ilmakehän yläpuolella.
Jokaiseen kierrokseen kuluu noin 97 minuuttia.
Se on suunniteltu ottamaan suuren resoluution kuvia ja tarkkoja spektrejä keräämällä tähtien valon
terävämmiksi kuviksi kuin mitä on mahdollista maasta käsin, jossa ilmakehän aiheuttama tuikkiminen vähentää tarkkuutta.
Jotta mikä tahansa kaukoputki pystyy keräämään mahdollisimman paljon valoa himmeistä kohteista,
se tarvitsee suurimman mahdollisen peilin.
Huolimatta Hubblen suhteellisen vaatimattomasta, 2.4 metriä halkaisijaltaan olevasta peilistä,
se pystyy helposti kilpailemaan maassa olevien kaukoputkien kanssa, joissa on 10 tai 20 kertaa suuremmat peilit.
Hubble on iso satelliitti,
noin 16 metriä pitkä tai pienen bussin kokoinen.
Se on myöskin yksi teknologialtaan monimutkaisimmista ikinä rakennetuista laitteista.
Siinä on yli 3000 sensoria, jotka lukevat lakkaamatta lämpötilaa,
virtojen suuruuksia ja paljon muuta, jotta maassa olevat teknikot voivat pitää silmällä kaikkea.
Hubblen aika on arvokasta.
Tähtitieteilijät ympäri maailmaa pyytävät säännöllisesti paljon enemmän havaintoaikaa kuin mitä sitä on tarjolla.
Hubblen pitäminen toiminnassa 24/7 ei ole helppo tehtävä.
Sekuntiakaan ei saa hukata ja kaikki tehtävät - niin itse havainnot kuin muukin toiminta,
kuten uuden suunnan ottaminen tai uusien havaintoaikataulujen lataaminen - ovat tarkasti suunniteltuja.
Tähtitieteilijöille Hubblen tärkeimmät osat ovat tieteelliset havaintolaitteet.
Hubblessa on laitteita kahdessa paikassa, täällä ja täällä.
Eri laitteet ovat eri tarkoituksia varten - jotkut ovat parhaita kuvien ottamiseen,
toiset taas ovat erikoistuneet jakamaan tähtien ja galaksien valon sateenkaarta muistuttavaan spektriin.
Hubblelle ainutlaatuista on se, että se kykenee havaitsemaan infrapuna- ja ultaviolettivaloa,
jotka suodattuvat ilmakehään ennen kuin ne saavuttavat maanpäälliset kaukoputket.
Nämä valon muodot tuovat esiin kappaleista ominaisuuksia, jotka jäisivät muuten huomaamatta.
Jotkut laitteet, kuten ACS - Advanced Camera for Surveys - ovat parempia ultraviolettihavainnoille,
ja toiset, kuten NICMOS - Near Infrared Camera and Multi-object Spectrograph - ovat parhaita infrapunassa.
Erilaiset mekaaniset ja elektroniset komponentit pitävät Hubblen toimintakunnossa.
Virtaa Hubble saa sivuillaan olevista aurinkopaneeleista, jotka muuttavat auringon valon sähköksi.
Gyroskoopit, tähtikamerat ja reaktiorattaat pitävät Hubblen vakaana ja suunnattuna oikeaan suuntaan - ei liian lähelle Aurinkoa,
Kuuta tai Maata, jotka tuhoaisivat valolle herkät laitteet -
ja tarkasti kohti kohteita, joita saatetaan tutkia tunteja kerrallaan.
Hubblella on useita antenneja, jotka ovat välttämättömiä
havaintojen ja muun tiedon maahan välittämiseen.
Hubble lähettää datansa ensin Viestintä- ja seurantasatelliittijärjestelmän satelliitille,
joka välittää signaalin edelleen White Sands:iin, Uuteen Meksikoon.
NASA lähettää havainnot Yhdysvalloista Eurooppaan, jossa ne varastoidaan valtavaan data-arkistoon Münchenissä.
Mikään yksittäinen valtio ei kykene hoitamaan yksistään näin suurta projektia.
Hubble on vaatinut paljon yhteistyötä NASA:n ja ESA:n,
Euroopan avaruusjärjestön, välillä alusta saakka.
Hubblella on ollut erittäin tärkeä osa eurooppalaisessa tähtitieteessä.
Eurooppalaisille tähtitieteilijöille on taattu 15% Hubblen havaintoajasta,
minkä tuloksena vuosien aikana on syntynyt useita tuhansia tieteellisiä julkaisuja.
Kaksi eurooppalaista asiantuntijaryhmää työskentelee Hubblen kanssa.
15 ihmistä ESA:lta työskentelee tällä hetkellä Yhdysvalloissa Space Telescope Science -instituutissa,
ja 20 Space Telescope-European Coordinating Facility:ssä , Münchenissä Saksassa.
PLANEETTOJEN TARINAT
Avaruudessa ei ole rajoja.
Tässä laajassa maailmankaikkeudessa lähimmät sukulaisemme ovat Aurinkokunnan kappaleet.
Me jaamme saman alkuperän ja kohtalon
Aurinkokuntamme muodostui noin neljä ja puoli miljardia vuotta sitten suuresta kaasupilvestä.
Ironista kyllä, mutta todennäköisesti lähistöllä räjähtäneen tähden
lämpöytimen kuollettava voima mahdollisti syntymisemme
Räjähdyksen tuhoisa voima saattoi häiritä alkuperäisen kaasupilven tasapainoa
aiheuttaen sen, että osa aineksesta luhistui sisäänpäin, kohti keskusta, synnyttäen uuden tähden, Aurinkomme,
ja hyvin vähäinen osa luhistuvasta aineksesta jäi lukuisten meitä nykyisin ympäröivien planeettojen ainekseksi.
Toisin sanoen, me olemme Auringon syntymiseen tarvittavan aineksen ylijäämää.
Planeetat syntyivät pyörivästä pölyn ja kaasun kiekosta sen jälkeen kun meidän äititähtemme oli muodostunut.
Kiviplaneetat muodostuivat sisemmässä Aurinkokunnassa kun taas arvoitukselliset kaasuplaneetat muodostuivat ulommissa osissa.
Ja kun julma puristuneiden atomien tuuli alkoi puhaltamaan Auringosta -
tai ehkä lähellä olevasta kuumasta tähdestä tai supernovasta -
ainoastaan riittävän suuret planeetat kykenivät säilyttämään niitä ympäröivän kaasun ja loput
planeettojen välisestä heikosta pilvestä pyyhkiytyi pois.
Joten Aurinkokuntamme taivaankappaleiden joukossa on kivisiä maailmoja
ja jättimäisiä kaasuplaneettoja.
Vielä nytkään ei ole tarkkaa arviota siitä kuinka paljon ainesta tai edes kuinka monta planeettaa on aurinkokunnassamme?
Aina siitä saakka kun Pluto löydettiin 1930-luvulla, ja sen kiertolainen Charon 1970-luvulla,
tähtitieteilijät ovat yrittäneet selvittää onko yhdeksännen planeettamme takana vielä jotain.
Vuonna 2003 Hubble huomasi jotain kaukaisten tähtien taustalla,
jotain tarpeeksi nopeasti liikkuvaa, jotta se voisi olla Aurinkokuntaan kuuluva kappale.
Arviot osoittavat, että kappaleen koko voi vastata planeetan kokoa, ja se on nimetty Sednaksi Inuit jumalattaren mukaan.
Sednan halkaisija on mahdollisesti 1500 km, mikä on kolme neljäsosaa Pluton koosta,
mutta etäisyytensä takia se on vain pieni pikseliryhmä jopa Hubblelle.
Tästä huolimatta se on suurin Aurinkokunnasta löydetty kappale sitten Pluton.
Aurinko on noin 15 miljardin km päässä Sednasta -
100 kertaa kauempana kuin Maa Auringosta -
ja antaa sille valoa ja lämpöä yhtä paljon kuin Kuu meille täydenkuun aikaan.
Joten Sedna on ympäröity ikuisella viheliäisellä talvella
Sedna ei ole ainoa salaperäinen kappale avaruudessa.
Planeettojen muodostumisesta jääneitä sirpaleita kelluskelee kaikkialla
monimuotoisten ja -kokoisten asteroidien ja komeettojen muodossa.
Joskus niiden radat voivat johtaa katastrofaalisiin törmäyskursseihin
Hubble avaruusteleskooppi todisti komeetta Shoemaker-Levy 9 viimeisen matkan
Komeetta repeytyi useiksi palasiksi Jupiterin vetovoiman vaikutuksesta, kun se ohitti massiivisen planeetan kesällä 1992.
Kaksi vuotta myöhemmin nämä pirstaneet palasivat ja syöksyivät suoraan Jupiterin kaasukehän syvyyksiin.
Hubble seurasi komeetan jäänteitä niiden viimeisellä matkalla ja lähetti uskomattomia ja tarkkoja kuvia törmäysjäljistä.
Maa sopisi helposti mihin tahansa näistä mustelmista
Hienostunein laittein varustettuja avaruusluotaimia on lähetetty usein Aurinkokuntamme planeetoille.
Niiden avulla näitä kaukaisia kohteita pystytään tutkimaan lähietäisyydeltä.
Hubble osaltaan tarjoaa ainutlaatuista palvelua avaamalla meille Aurinkokuntaan ikkunan, jota ei koskaan suljeta.
Näin olemme saaneet ennennäkemättömiä kuvia muiden planeettojen myrskyistä,
ja niiden vaihtuvista vuodenajoista
kuten myös ainutlaatuisia kuvia niiden kaasukehien tapahtumista,
kuten revontulista.
Vaikka aurinkokunnalla on selvästikin vielä paljon yllätyksiä tarjottavanaan,
Hubble on kääntänyt katseensa myös muihin tähtiin etsien planeettakuntia.
Tähtitieteilijät ovat ryhtyneet etsimään elämää muualta Maailmankaikkeudesta.
Aluksi ollaan keskitytty löytämään maankaltaisia planeettoja.
Vuonna 2001, Hubble teki ensimmäisen suoran havainnon
aurinkokunnan ulkopuolisen planeetan kaasukehästä sekä määritti osittain sen koostumuksen.
Aurinkokunnan ulkopuolisten planeettojen kaasukehien kemiallisen koostumuksen mittauksella
pystymme jonain päivänä löytämään merkkejä Maan ulkopuolisesta elämästä. Kaikki elävät olennot hengittävät,
mikä muuttaa kaasukehän koostumusta helposti havaittavilla tavoilla.
Tähtitieteilijät uskovat, että kautta Galaksin
on useita omamme kaltasia planeettakuntia kiertämässä muita tähtiä.
Tähdet syntyvät, elävät, kuolevat ja syntyvät uudeelleen ikuisessa kierrossa,
jossa pölystä ja kaasusta syntyneet tähdet loistavat miljardeja vuosia,
kuolevat ja palaavat kaasuksi ja pölyksi, jotka muodostavat uusia tähtiä.
Tämän jatkuvan prosessin sivutuotteina syntyy planeettoja ja alkuaineita, jotka tekevät elämän mahdolliseksi.
Joten läpi koko laajan avaruuden elämän ikuinen luode ja vuoksi jatkavat vaihteluaan...
TÄHTIEN ELÄMÄT
Aurinko, tuo elintärkeä Maan energianlähde, on tähti.
Aivan normaali tähti,
kuten miljardit muut tähdet, joita voimme löytää kaikkialta Galaksista.
Tähti ei ole mitään muuta kuin pallo hohtavaa kaasua.
Se muodostuu tiivistyneestä kaasupilvestä ja vapauttaa energiaa tasaisesti läpi elämänsä
ytimessä tapahtuvien jatkuvien ydinreaktioiden ansiosta.
Useimmat tähdet yhdistävät vetyatomeja muodostaakseen heliumatomeja ydinfuusion avulla
- sama prosessi tuottaa vetypommin tuhoisan energian.
Itse asiassa tähdet ovat ydinvoimaloita, jotka muuttavat kevyemmät alkuaineet raskaammiksi sarjassa fuusioreaktioita.
Tähdet jatkavat säteilemistä kunnes niiltä loppuu polttoaine.
Ja siinä se - tähden elämä: hiljaisesta alusta tasaisen kehityksen kautta joskus väkivaltaiseen loppuun.
Mutta kuinka voimme olla varmoja tästä kehityskulusta, kun yksittäinen tähti elää ainakin miljoona kertaa ihmistä pidempään?
Tarkastellaksemme tietyn organismin elinkaarta Maassa,
meidän ei tarvitse kartoittaa yksittäisen yksilön koko elämää.
Sen sijaan voimme tarkastella useampaa yksilöä yhtenä.
Näin ollen voimme tarkastella elinkaaren eri vaiheita.
Esimerkiksi, jokainen vaihe ihmisen elämästä on pysäytyskuva osasta ihmiselämää.
Sama pätee tähtiin...
Tähdet elävät ja kuolevat miljoonien, tai jopa miljardien, vuosien aikana.
Lyhytikäisimmätkin tähdet elävät vähintään miljoona vuotta -
koko ihmiskunnan historiaa pidemmän ajan!
Tämän vuoksi on äärimmäisen harvinaista kyetä seuraamaan ikään liittyviä muutoksia yksittäisissä tähdissä.
Oppiaksemme lisää tähdistä
meidän täytyy ottaa näytteitä erilaisista tähdistä niiden jokaisessa elinvaiheessa ja näin koota
koko niiden elämän ja kuoleman kiertokulku.
Hubblen elävät kuvat ovat dokumentoineet railakkaita tähtien syntymiä,
ja se on tuottanut useita uskomattomia kuvia värikkäine yksityiskohtineen.
Naapuristomme tähtiensyntyalueet ovat kuin aikakone,
joka toistaa tapahtumat, jotka loivat Aurinkokuntamme.
Hubblen on usein täytynyt työskennellä kovasti tiedon eteen, sillä nämä tärkeät alkuperäämme liittyvät tiedonmurut ovat piilossa
pehmeästi hohtavien pölystä muodostuneiden molekyylipilvien sisuksissa, missä tähdet syntyvät.
Tällä hetkellä tähtiä muodostuu kaikkialla Maailmankaikkeudessa.
Valtavat pölyisen vetykaasun hohtavat pilarit kohoavat uljaina tähtien kehdoista
paistatellen läheisten, juuri syntyneiden, tähtien valossa.
Hubblen kyky havaita infrapunavaloa mahdollistaa sen, että se pystyy näkemään pölyn ja kaasun läpi ja näin ollen
näkemään juuri syntyneet tähdet ennennäkemättömällä tavalla.
Yksi jännittävimmistä Hubblen löydöistä oli havainto joitakin uusia tähtiä
ympäröivästä pölykiekosta syvällä Orion -sumun sisuksissa.
Tässä me näemme oikeastaan uuden Aurinkokunnan synnyn, johon lopulta muodostuu myös planeettoja.
Aivan kuten tapahtui omassa Aurinkokunnassamme neljä ja puoli miljardia vuotta sitten.
Elämänsä alkuvaiheessa tähdet voivat varastoida itseensä kaasua niiden alkuperäisestä syntypilvestä.
Tähtiin syöksyvä aines muodostaa kuplia, tai jopa suihkuja,
kun se kuumenee ja räjähtelee kulkiessaan tähden pyörimisakselin suuntaisesti näyttäen aivan pyörän läpi kulkevalta akselilta.
Usein samasta kaasu- ja pölypilvestä syntyy paljon tähtiä.
Jotkut näistä tähdistä pysyvät yhdessä koko elinikänsä kehittyen samassa tahdissa,
kuten lapsuuden ystävät.
Usein näillä tähtijoukkojen tähdillä on sama ikä, mutta eri massa.
Tämä tarkoittaa että niillä on hyvin erilaiset kohtalot.
Ihmisen koko olemassaolo on vain silmänräpäys verrattuna tähden elämän pituuteen.
Näin ollen siirtymiä eri kehitysvaiheiden välillä havaitaan ainostaan hyvällä onnella.
Viidentoista äärimmäisen tuotteliaan vuoden ajan Hubble on mahdollistanut sen, että voimme seurata joidenkin tähtien ikääntymistä reaaliajassa.
Kaukoputki on tuottanut hämmästyttäviä elokuvia, jotka todistavat,
että jotkut tähdet MUUTTAVAT ulkomuotoaan tänä tähtitieteellisesti lyhyenä aikana.
Kaikista massiivisimmat tähdet päättävät elämänsä äärimmäisen rajusti
tuhoten itsensä valtavissa räjähdyksissä, joita kutsutaan supernoviksi.
Muutaman maineikkaan kuukauden ajan nämä tähdet ovat koko Maailmankaikkeuden kirkkaimpia kohteita
loistaen kirkkaammin kuin mikään muu tähti samassa galaksissa.
Aina laukaisustaan saakka 1990, Hubble on seurannut supernova 1987A:n kehittymistä,
joka oli lähin nykyaikana räjähtänyt tähti.
Kaukoputki on seurannut supernovaräjähdyksen ympäröivää kaasurengasta.
Hubble on havainnut rinkiin ilmestyneitä kirkkaita pilkkuja, jotka näyttävät aivan kaulanauhan helmiltä.
Nämä kosmiset "helmet" syttyivät kun ääntä nopeampi shokki vapautui tähden räjähtäessä.
Räjähtäneen tähden jäänteissä voi olla piilossa voimakas moottori.
Rapusumu on riekaleinen jäänne kiinalaisten tähtitieteilijöiden vuonna 1054 havaitsemasta tähden räjähdyksestä.
Hubble on luodannut Rapusumun salaperäistä sydäntä ja paljastanut sen energisen ytimen.
Tämän sumun sisimmissä osissa on erityisen tyyppinen tähti, pulsari.
Kuten majakka, tämä tähti pyörii lähettäen valoa ja energiaa keilana
ollen käyttövoimana koko valtavalle pölyn ja kaasun muodostamalle sumulle.
Kaikki tähdet eivät kuitenkaan päätä elämäänsä väkivaltaisesti.
Auringonkaltaiset tähdet jäähtyvät kun niiltä loppuu vety.
Tähtien keskusta luhistuu itseensä ja raskaammat alkuaineet alkavat palamaan
aiheuttaen ulkokuoren laajenemisen ja hitaan vuotamisen avaruuteen.
Tässä vaiheessa elämäänsä tähti on punainen jättiläinen.
Auringosta tulee punainen jättiläinen muutaman miljardin vuoden kuluttua.
Tuolloin se laajenee niin paljon että se nielaiseen Merkuriuksen, Venuksen ja myöskin oman planeettamme.
Mutta nämä tähdet eivät ole vielä lopussaan. Niistä voi vielä tulla jotain erikoista
Juuri ennen kuin auringonkaltaiset tähdet vetävät viimeisen henkäyksensä, ne esiintyvät vielä kaikessa loistossaan.
Ydinfuusion lopussa näistä tähdistä puhaltaa tuuli,
joka saa punaisen jättiläisen paisumaan valtaviin mittoihin.
Tämän laajentumisen keskuksessa tähden paljastuneesta sydämestä
tulvii ultraviolettia valoa kaasukuoreen saaden sen hohtamaan.
Koska nämä uskomattoman näköiset rakennelmat
näyttivät ensimmäisten kaukoputkia käyttävien tähtitieteilijäiden mielestä samalta kuin juuri löydetty Uranus,
niitä alettiin kutsumaan planetaarisiksi sumuiksi.
Hubblen tarkka erotuskyky osoittaa että planetaariset sumut ovat kuin perhosia: ei ole kahta samanlaista.
Hubblen loistavasta kokoelmasta planetaarisia sumuja löytyy yllättävän
monimutkaisia kuvioita: kärrynpyöriä, pyöriviä suihkuja, hienostuneita maljoja,
tynnyreitä, ja jopa rakettimoottorin pakoputkia.
Erityispaikaltaan häiritsevän ilmakehän yläpuolelta Hubble on ainoa kaukoputki,
joka pystyy havaitsemaan näiden kuolevien tähtien paisuvia ulkokuoria yksityiskohtaisesti.
Tässä näytämme vuorotellen Hubblen kuvia vuosilta 1994 ja 2002.
Yksi modernin tähtitieteen suurimmista mysteereistä on
kuinka yksinkertainen kaasupallo, kuten Aurinkomme, kykenee synnyttämään näitä monimutkaisia rakenteita..!!
Jotkut planetaariset sumut näyttävät aivan kosmisilta puutarhasadettimilta,
joista lähtee suihkut vastakkaisiin suuntiin.
Vai voisivatko nämä uskomattomat kuviot muovautua seuralaistähden
magneettikentässä, joka kanavoisi kaasun suihkuiksi?
Olipa syy mikä tahansa, kymmenessä tuhannessa vuodessa nämä hetkelliset kosmiset kukkaset häviävät avaruudesta.
Kuten oikeatkin kukat lannoittavat ympäristönsä maatuessaan,
tähden eliniän aikana syntyneet alkuaineet leviävät planetaarisen sumun mukana
rikastaen ympäröivän avaruuden ja tuottaen rakennusaineita uusille tähdille,
planeetoille ja kenties jopa elämällekin.
Koska planetaariset sumut katoavat kosmisessa aikaskaalassa nopeasti,
niitä ei ole Linnunradassamme samanaikaisesti kuin noin 15000.
Kestävämpi muistomerkki kuolleesta tähdestä on sen pienen pieni ydin, jonka se jättää jälkeensä.
Valkoisina kääpiöinä tunnetut äärimmäisen tiheät Maan kokoiset tähdet
ovat tuomittuja luovuttamaan jäljelle jäänyt lämpönsä avaruuteen,
kunnes lopulta, usean miljardin vuoden kuluttua ne saavuttavat avaruuden lämpötilan, jäätävän -270 Celsius astetta.
KOSMISET TÖRMÄYKSET
Me elämme valtavassa tähtijärjestelmässä, galaksissa, jota kutsutaan Linnunradaksi.
Ulkoa katsoen Linnunrata näyttää suunnattomalta spiraalilta, joka koostuu keskustassa yhtyvistä pitkistä ulokkeista.
Koko järjestelmä pyörii hitaasti. Tähtien välissä on valtavat määrät pölyä ja kaasua,
jotka me näemme, sekä jotain tuntematonta ainetta, pimeää ainetta, jota emme näe.
Kaukana keskuksesta, yhden spiraalihaaran reunalla, yhdessä Linnunradan lähiöistä
on pikkuruinen tähtijärjestelmä, meidän kotimme, Aurinkokunta.
Kun katsomme yläs kirkkaana yönä, näemme noin 5000 lähintä tähteä.
Silmämme kamppailevat nähdäkseen tuhansien valovuosien päähän, sillä pöly, joka peittää avaruutta,
himmentää kaukaisten tähtien valon.
Ilman kaukoputkia näkisimme ainoastaan murto-osan koko 100000 valovuotta laajasta Linnunradasta.
Linnunradassa on useita satoja miljardeja tähtiä, joista monet ovat samanlaisia kuin Aurinko!
Vaikka montasataatuhattamiljoonaa on käsittämätön luku, se on vasta alku.
Tähtitieteilijät uskovat Maailmankaikkeudessa olevan yli sata miljardia galaksia. Kuinka monta tähteä siitä tuleekaan?
Kourallisessa hiekkaa on helpostikin 50000 yksittäistä hiekanjyvää. Siltikin,
koko rannan hiekka riittää vain juuri ja juuri kuvaamaan Linnunradan jokaista tähteä.
Maailmankaikkeudessa on niin paljon tähtiä, että meidän pitäisi laskea hiekanjyvät
Maapallon kaikilta rannoilta, jotta pääsisimme edes lähelle oikeaa lukua!
Otetaanpa hiekanjyvä, joka on halkaisijaltaan 1 mm, ja asetetaan se tähän kuvaamaan Auringon kokoa.
Jos me nyt lähtisimme kävelemään kohti lähintä tähteä, se veisi meiltä suurimman osan päivästä,
sillä tämä tähti olisi lähes 30 kilometrin päässä.
Eli, galaksit ovat lähinnä suuria tyhjyyden kertymiä.
Jos pystyisimme kokoamaan yhteen kaikki Linnunradan tähdet,
ne mahtuisivat helpostikin Auringon ja meitä lähinnä olevan tähden väliin jäämään tilaan.
Itse asiassa, täyttääksemme tuon tilan,
meidän pitäisi koota kaikki tähdet kaikista Maailmankaikkeuden galakseista!
Yötaivasta katsoessa maailmankaikkeus näyttää liikkumattomalta.
Tämä johtuu siitä, että elinikämme on vain pieni pisara meressä, joka kuvaa aikaa maailmankaikkeudessa.
Itse asiassa, maailmankaikkeus on alati liikkeessä, mutta meidän pitäisi katsoa paljon ihmisikää kauemmin,
jotta havaitsisimme yötaivaan liikkeen.
Tarpeeksi pitkän ajan kuluttua näkisimme kuinka tähdet ja galaksit liikkuvat.
Tähdet kiertävät Linnunradan keskustaa, ja galaksit vetävät toisiaan puoleensa vetovoimallaan.
Joskus ne jopa törmäävät. Hubble on havainnut useita galaksien yhteentörmäyksiä.
Kuin majesteetilliset laivat komeassa yössä, galaksit voivat lipua toisiaan kohti
kunnes niiden välinen gravitaatiovuorovaikutus alkaa muokkamaan niitä mutkikkaisiin muotoihin, jotka lopulta
ja vääjäämättä liittyvät toisiinsa. Tämä näyttää mielettömältä kosmiselta tanssilta, jonka koreografian määrää gravitaatio.
Kun kaksi galaksia törmää, se ei ole kuin kolari tai kahden biljardipallon osuminen toisiinsa,
vaan ennemminkin kuin sormien ristiminen.
Useimmat galaksien tähdet selviävät törmäyksestä vaurioitta.
Pahimmassa tapaksessa gravitaatio heittää ne ulos pölyn ja kaasun kera muodostaen samalla
satoja tuhansia valovuosia pitkiä ulokkeita. Kaksi galaksia,
lukittuneina toisiinsa kuollettavalla gravitaatiovetovoimalla, kiertävät toisiaan
irrottaen lisää kaasua ja tähtiä häntiensä jatkoiksi. Lopulta, satojen miljoonien vuosien kuluttua,
nämä kaksi galaksia asettuvat yhdeksi yhdistetyksi galaksiksi.
Uskotaan, että monet nykyisistä galakseista, Linnunrata mukaanlukien,
ovat kasaantuneet miljardien vuosien aikana pienempien galaksien yhdistyessä.
Valtavat ja väkivaltaiset galaksien vuorovaikutukset saavat aikaan sen,
että tähdet muodostuvat suurista kaasupilvistä purkauksina muodostaen hohtavia sinisiä tähtijoukkoja.
Linnunrata on törmäyskurssissa lähimmän suuren galaksin, Andromedan kanssa.
Nämä kaksi galaksia lähestyvät toisiaan nopeudella, joka on lähes 500000 kilometriä tunnissa, ja kolmen miljardin vuoden kuluttua
ne törmäävät.
Suora törmäys aiheuttaa mahtavan yhteensulautumisen,
jonka aikana Linnunrata ei ole enää spiraaligalaksi, jona me sen nyt tunnemme.
Se muuttuu valtavaksi ellipsigalaksiksi
sisältäen kaikki sen omat tähdet, ja lisäksi siihen liittyvät kaikki Andromedan galaksissa olleet tähdet.
Maasta katsottuna törmäys näyttää suunnilleen tältä.
Vaikka tämä ei tapahdu vielä pitkään aikaan,
kaikkialla ympärillämme on muita luonnon pimeitä voimia, jotka vaikuttavat meihin tälläkin hetkellä
AVARUUDEN HIRVIÖT
Mustat aukot ovat Maailmankaikkeuden arvoituksellisia konnia: ne nielevät kaiken tielleen sattuvan päästämättä mitään pakoon.
Tähtitieteilijöille mustan aukon keskus on se suuri tuntematon...
Minkäänlainen tieto ei kykene pakenemaan mustan aukon gravitaation vaikutuksen kynsistä.
Ei ole mitään tapaa saada selville mitä siellä on.
Valokaan ei pääse pakenemaan. Joten miten me sitten tiedämme niiden olemassaolosta?
Mustia aukkoja ei voi havaita suoraan.
Mutta tähtitieteilijät voivat tutkia mustista aukoista johtuvia ilmiöitä,
sillä yksi asia, mitä niillä on riittämiin, on gravitaatio.
Hubblen tarkoista kuvista näkee dramaattisia häiriöitä mustien aukkojen ympäristöissä.
Painovoiman lisäksi tähtitieteilijät ovat huomanneet, että kun aines pakkautuu tarpeeksi tiiviisti
mustan aukon ympärille, se voi soida kuten kello.
Maasta 250 miljoonan valovuoden päässä oleva musta aukko tuottaa todellisen nuotin.
Tämä nuotti kaikuu mustaa aukkoa ympäröivän kiekon läpi muuttuen
ihmiskorvalle kuultavaksi. Todellisuudessa nuotti on alennettu B, joka on 57 oktaavia keski-C:n alapuolella.
Tähtitieteilijät uskovat, että mustat aukot ovat singulariteettejä - pelkkiä pisteitä avaruudessa.
Ei tilavuutta, ei kokoa, mutta ääretön tiheys!
Musta aukko voi muodostua suuren, Aurinkoa monta kertaa isomman, tähden luhistuessa lopullisesti.
Massiivisen tähden luhistumisesta jäljelle jäänyt tähden raato voi olla niin raskas, että mikään luonnonvoima
ei kykene estämään sen tiivistymistä oman painonsa alla äärettömän pieneen tilavuuteen.
Vaikka aines on näennäisesti kadonnut, tiivistynyt olemattomuuteen, se on kuitenkin siellä
luoden voimakkaan gravitaatiovetovoiman, joka vetää lähellä olevat tähdet ja muut kappaleet sisäänsä.
Jokaisella mustalla aukolla on kohta, tapahtumahorisontti, jonka jälkeen ei ole enää paluuta.
Kun jokin - sanotaan nyt vaikka lähitähti - on ohittanut tämän kohdan, sitä ei nähdä enää koskaan.
Matkalla kohti tapahtumahorisonttia tuomittu tähti alkaa seuraamaan kohtalokasta spiraalirataa.
Kun tähti lähestyy mustaa aukkoa vielä lisää,
aukkoa lähinnä oleva aines tuntee suurempaa vetoa kuin loput tähdestä
aukon imiessä ja venyttäessä tähteä kohti sisuksiaan kunnes
suunnaton vuorovesivoima repii sen kappaleiksi ja aukko ahmaisee sen.
Näihin kappaleisiin liittyy myös mutkikkaampia puolia,
kuten avaruuden ja ajan vääristyminen, mikä hidastaa jopa ajan kulkua.
Kaikki massalliset kappaleet aiheuttavat epämuodostumia avaruuden ja ajan kudoksen, mutta mustien aukkojen vaikutus on erittäin voimakas.
Einsteinin kuuluisan yleisen suhteellisuusteorian mukaan
peloton matkustaja, joka kykenisi vierailemaan mustan aukon luona ja roikkumaan tapahtumahorisontin yläpuolella
ilman että aukko nielaisisi hänet, huomaisi palattuaan olevansa nuorempi kuin ihmiset, jotka hän jätti jälkeensä.
Ehkä kaikista mielenkiintoisimmat asiat, josta tähtitieteilijät ovat esittäneet hypoteesejä, ovat madonreiät.
Madonreikä on pohjimmiltaan "oikotie" läpi aika-avaruuden yhdestä maailmankaikkeuden paikasta toiseen paikkaan.
Ehkäpä madonreiät, jos niitä nyt todellakin on, mahdollistavat matkustamisen osasta avaruutta toiseen
nopeammin kuin mitä valolta kuluisi aikaa matkaan normaalisti.
Hubble on osoittanut että todennäköisesti jokaisen galaksin keskuksessa on musta aukko.
Linnunradan keskuksessa on yksi - valtava,
supermassiivinen musta aukko, noin miljoona kertaa suurempi kuin millainen syntyy massiivisten tähtien luhistumisista.
On mahdollista, että se on yhdistynyt useasta tähden kokoisesta mustasta aukosta, jotka muodostuivat joskus galaksin historian hämärissä.
Kun kaksi galaksia törmää, kummankin keskustoissa olevat mustat aukot esittävät monimutkaisen tanssin.
Vielä pitkään sen jälkeen, kun galaksit ovat sulautuneet yhteen,
niiden keskustojen mustat aukot jatkavat toistensa ympäri kiertämistä satojen miljoonien vuosien ajan,
kunnes ne lopulta yhdistyvät rajusti yhdeksi painavaksi mustaksi aukoksi.
Tämä loppuhuipentuma on niin voimakas, että se muuttaa aika-avaruutta niin paljon, että meidän on mahdollista havaita
se Maasta uudenlaisilla gravitaatioaaltoja havaitsevilla kaukoputkilla tai erityisillä kiertoradalla olevilla avaruusluotaimilla.
Verrattuna galaksien yhteensulautumiseen kuluviin miljooniin vuosiin,
lopullinen ydinten yhdistyminen vie vain hetken. Näin ollen tapahtuman todistamisen todennäköisyys on pieni.
Vielä niinkin vähän aikaa kuin 50 vuotta sitten tähtitieteilijät kuvittelivat avaruuden olevan rauhallinen paikka.
Mutta tämä on kaukana totuudesta
Avaruutta ravistelee usein väkivaltaiset tapahtumat: supernovien äkkinäiset räjähdykset,
kokonaisten galaksien törmäykset ja suunnattomat energiavirrat,
jotka muodostuvat aineksen syöksyessä mustiin aukkohin
Kvasaarien löytyminen antoi meille ensimmäisen selvän kuvan tästä sekasorrosta
Maassa oleville kaukoputkille kvasaarit näyttävät tavallisilta tähdiltä.
Tämän takia tähtitieteilijät nimesivät ne aikoinaan tähdenkaltaisiksi kohteiksi, kvasi-tähdiksi.
Mutta kvasaarit ovat todellisuudessa paljon kirkkaampia ja kauempana kuin tähdet
Ne loistavat kirkkaammin kuin 1000 tavallista galaksia, ja saavat energiansa supermassiivisista mustista aukoista.
Liian lähellä kiertävät tähdet hajoavat kappaleiksi ja virtaavat kvasaariin kuin vesi valtavaan kosmiseen tiskialtaaseen.
Pyörivä kaasu muodostaa paksun kiekon, joka kuumenee miljooniin asteisiin kun se liikkuu vapaassa pudotuksessa kohti mustaa aukkoa.
Kaasu purkaa energiansa avaruuteen kiekon ylä- ja alapuolelle suunnattomina suihkuina.
Kvasaarit ovat erityinen ryhmä galakseja, joista monet törmäilevät rajusti.
Kvasaarit syntyvät luultavasti monella eri tavalla.
Galaksien väliset törmäykset saattavat aihettaa kvasaarien syntymiä,
mutta Hubble on näyttänyt, että jopa näennäisesti häiriintymättömät galaksit pitävät sisällään kvasaareja.
Mutta kvasaarit eivät ole ainoita tähtitieteilijöiden löytämiä suurienergisiä kohteita.
Joskus tehdään yllättäviä löytöjä kun etsitään jotain aivan muuta.
Tälläiset löydöt ovat usein muuttaneet tähtitieteen suuntaa.
Gammasädepurkaukset löydettiin vahingossa 1960-luvun lopulla yhdysvaltalaisilla sotilassatelliiteillä,
jotka tarkkailivat ydinkoekieltosopimusta.
Sen sijaan että ne olisivat löytäneet ihmiskunnan tuhoisimpia aseita,
ne havaitsivat Maailmankaikkeuden voimakkaimpia räjähdyksiä
Näitä uskomattoman energeettisiä gammasäteiden räjähdysaaltoja havaittiin vähintään kerran päivässä kaikista suunnista.
Vaikka gammasädepurkaukset kestävät ainoastaan muutamia sekunteja,
niistä vapautuva energia vastaa koko Linnunradan muutamassa vuosisadassa säteilemää energiaa.
Ihmissilmä ei kykene näkemään gammasäteitä, ja niiden havaitsemiseksi tarvitaan erityisiä laitteita.
30 vuoden ajan kukaan ei tiennyt mistä nämä purkaukset johtuvat.
Oli kuin gammasädeluoti olisi ohittanut Maan ilman että sen ampuneesta aseesta oli mitään tietoa.
Yhdessä lähes kaikkien muiden kaukoputkien kanssa Hubblekin etsi tätä savuavaa asetta useita vuosia.
Se havaitsi taivaan alueita, joissa gammasädepurkauksia oli nähty yrittäen löytää näistä paikoista edes jonkin kohteen.
Mutta yritykset olivat turhia, kunnes
Vuonna 1999 Hubble havainnot olivat perustavaa laatua, kun määritettiin että nämä hirvittävät purkaukset tapahtuivat kaukaisissa galakseissa.
Syynä voi olla massiivisen tähden hurjasta loppuluhistumisesta johtuva paineaalto
tai kahden erittäin tiiviin kohteen, kuten kahden mustan aukon tai mustan aukon ja neutronitähden, dramaattinen kohtaaminen.
Mustat aukot ovat varmasti yksiä Maailmankaikkeuden eksoottisimpia kohteita.
Sen lisäksi miten ne vaikuttavat aineeseen, ne näkyvät myös muilla huomiota herättävillä tavoilla,
koska niiden valtava gravitaatiokenttä vaikuttaa myös valoon.
Itse asiassa, valon säteet, jotka ohittavat mustan aukon läheltä, eivät kulje pitkin suoraa viivaa,
vaan taipuvat luoden luonnollisen kaukoputken, jonka avulla näkee syvemmälle avaruuteen kuin mitä saatettiin edes kuvitella.
GRAVITAATIONAALISET HARHAKUVAT
Aivan kuten vaeltaja voi autiomaassa nähdä kangastuksen kaukaisesta kohteesta
valon taipuessa hiekan yllä leijuvassa kuumassa ilmassa, me voimme nähdä kangastuksia Maailmankaikkeudessa.
Kangastukset, joita näemme nykyaikaisilla kaukoputkilla kuten Hubble, eivät synny kuumasta ilmasta,
vaan kaukaisista galaksijoukoista - valtavista aineen keskittymistä.
Kauan sitten ihmiset uskoivat Maan olevan kuin pannukakku.
Tämä on jossain määrin ymmärrettävää - jokapäiväisessä elämässä emme näe planeettamme kaartuvuutta.
Avaruuskin on itseasiassa kaartunut, vaikka emme näekään sitä tähtitaivasta katsoessamme.
Mutta avaruuden kaartuminen aiheuttaa ilmiöitä, jotka voimme havaita
Yksi Albert Einsteinin ennustuksista sanoo, että gravitaatio vääristää avaruutta ja näin ollen häiritsee valon säteen kulkua
samalla tavalla kuin väreet lammen pinnalla synnyttävät vääristyneen valon hunajakennokuvion hiekkapohjaan.
Kaukaisten galaksien valo on vääristyy ja voimistuu
massiivisten galaksijoukkojen gravitaatiokentässä matkallaan Maata kohti.
Tämä näyttää samalta kuin katsoisi valtavan suurennuslasin läpi, ja lopputulosta kutsutaan gravitaatiolinssiksi.
Kun valonsäteiden suunta muuttuu painavan kohteen vaikutuksesa, niiden muodostama kuvio
riippuu tästä linssinä toimivasta kappaleesta. Näin ollen taustalla oleva kohde voi näkyä usealla tavalla
Einsteinin rengas, kun koko kuva on laajentunut ja ahdettu yhdeksi valorenkaaksi
moninkertainen kuva, jossa näkyy alkuperäisten kaukaisten galaksien monikertoja
tai kuvassa voi näkyä banaanin muotoon venyneitä kaaria tai kaaren osia.
Vaikka Einstein ymmärsi 1915, että avaruudessa valolle voi käydä näin,
hän kuitenkin luuli että tapahtumaa ei voisi havaita Maasta käsin.
Vuonna 1919 hänen laskelmansa todistettiin oikeiksi.
Afrikan länsirannikolla olevalla Principe-saarella
englantilaisen tähtitieteilijän Arthur Eddingtonin johtaman auringonpimennyskampanjan aikana
peittyneen Auringon kiekon ympärillä olevien tähtien paikat mitattiin.
Huomattiin, että tähdet olivat liikkuneet vähän, mutta kuitenkin huomattavan määrän kauemmaksi,
kun niiden tuolloin mitattuja paikkoja verrattiin aikaisempiin paikkoihin, jolloin Aurinko ei ollut näkyvissä.
Nykyään, kaukaisesta Maailmankaikkeudesta tulevia himmeitä gravitaatiokuvia saadaan parhailla Maassa olevilla kaukoputkilla,
ja tietenkin tarkkanäköisellä Hubblella.
Hubble oli ensimmäinen kaukoputki, joka paljasti moninkertaisten kaarien sisältämät yksityiskohdat
paljastaen suoraan taustalla olevien linssikohteiden muodon ja sisäisen rakenteen.
Vuonna 2003 tähtitieteilijät päättelivät, että yhdessä Hubblen kuvassa ollut salaperäinen valokaari oli suurin,
kirkkain ja kuumin tähtiensyntyalue, mikä oli koskaan löydetty.
Tarvitaan melko massiivia kohteita, kuten galaksijoukkoja,
jotta avaruus kaartuu niin paljon että kaukaisesta Maailmankaikkeudesta saadaan kuvia
- vaikka käytössä olisikin Hubblen uskomaton erotuskyky.
Tähän mennessä gravitaatiolinssejä on havaittu lähinnä galaksijoukkojen läheisyydessä,
jotka muodostuvat sadoista tai tuhansista galakseista,
ja joita pidetään suurimpina gravitaation yhdistäminä rakenteina.
Tähtitieteilijät tietävät, että Maailmankaikkeuden näkyvä aines on vain pieni osa siellä olevasta kokonaismassasta.
Aines merkitsee gravitaatiovoimaa,
ja näkyvä aines ei yksinkertaisesti riitä pitämään galakseja ja galaksijoukkoja yhdessä.
Koska banaanin-muotoisten kuvien kaartuminen riippuu linssin kokonaismassasta,
gravitaatiolinssiä voidaan käyttää joukkojen punnitsemiseen ja näin ollen ymmärretään pimeän aineen jakautumaa.
Hubblen selvistä kuvista samasta taustan kohteesta tulevat kaaret on helppo yhdistää jopa paljaalla silmällä.
Näin tähtitieteilijät voivat tutkia yksityiskohtia alkuaikoina syntyneistä galakseista,
jotka ovat niin kaukana että nykyisellä teknologialla ja kaukoputkilla niitä ei muuten kyettäisi näkemään.
Gravitaatiolinssi voi jopa toimia luonnollisena kaukoputkena.
Vuonna 2004 Hubble kykeni havaitsemaan tunnetun Maailmankaikkeuden kaukaisimman galaksin
käyttäen tällaisen gravitaatiolinssin suurentavaa voimaa.
MAAILMANKAIKKEUDEN SYNTY JA KUOLEMA
Valo kulkee tyhjiön läpi suurimmalla mahdollisella nopeudella, mutta silti tämä nopeus on äärellinen.
Tämä tarkoittaa, että valonsäteiltä kuluu aikaa matkustaa kahden avaruuden pisteen välinen matka.
Valon nopeus avaruudessa on noin 300000 kilometriä sekunnissa.
300 tuhatta kilometriä on melkein Maan ja Kuun välinen etäisyys.
Eli valolta kuluu vain vähän yli sekunti matkata Kuusta Maahan.
Kun katsomme Kuuta, me näemme sen sellaisena kuin se oli vähän yli sekunti sitten.
Kukapa ei olisi miettinyt millaista olisi aikamatkustaa?
Valon äärellinen nopeus antaa tähän ainakin jonkinlaisen mahdollisuuden, kun sen takia voimme katsoa ajassa taaksepäin.
Kun katsomme avaruuteen, meidän tarvitsee vain odottaa että kaukaisesta paikasta tuleva valo saavuttaa meidät,
ja näemme millaista siellä oli silloin kun valo aloitti matkansa.
Tehokkaat havaintolaitteet, kuten Hubble, ovat mahdollistaneet sen että pystymme katsomaan yhä etäämmälle ja kauemmaksi ajassa kuin koskaan aikaisemmin.
Mitä kosmologit näkevät on yksinkertaisesti hämmästyttävää.
1920-luvulla, tähtitieteilijä Edwin Hubble huomasi, että suurin osa galakseista näyttää liikkuvan meistä poispäin nopeudella
joka on verrannollinen niiden etäisyyteen. Mitä kauempana galaksi on, sitä nopeammin se näyttää etääntyvän.
Tämä johtuu Maailmankaikkeuden laajenemisesta.
Laajentuminen alkoi valtavasta räjähdyksestä, alkuräjähdyksestä, useita miljardeja vuosia sitten.
Laajentumisen nopeus on avainasemassa kun maailmankaikkeuden ikää ja kokoa yritetään arvioida.
Laajenemisnopeutta kutsutaan Hubblen vakioksi.
Maailmankaikkeuden ikä ja koko voidaan arvioida "katsomalla laajentumista ajassa taaksepäin"
kunnes kaikki on tiivistynyt äärettömän pieneksi energiapisteeksi, josta maailmankaikkeus sai alkunsa.
Tärkein tieteellinen peruste Hubblen rakentamiselle oli Maailmankaikkeuden koon ja iän määrittäminen.
Hubblen vakion tarkkaa määrittämistä johtaa Key Project tiimi,
ryhmä tähtitieteilijöitä, jotka käyttävät Hubblea kaukaisten, tarkkojen "virstapaalujen" etsimiseen.
Nämä paalut ovat tietyn tyyppisiä tähtiä, kefeidejä.
Kefeidien kirkkaus muuttuu erittäin vakaasti ja ennustettavasti.
Muutosten periodi riippuu tarkasti tähden fysikaalisista ominaisuuksista,
joita voidaan käyttää erittäin tehokkaasti näiden tähtien etäisyyden määrittämiseen.
Syystäkin, nämä tähdet tunnetaan paremmin standardikynttilöinä.
Kefeidejä on käytetty luotettavina astinlautoina, kun on määritetty supernovien etäisyyksiä,
jotka ovat paljon kefeidejä kirkkaampia, ja näin ollen niitä nähdään paljon kauempaa.
Hubble on havainnut supernovaräjähdyksistä tulevaa valoa tarkemmin kuin mikään muu havaintolaite,
lähinnä suuren erotuskykynsä ansiosta.
Maasta otetuissa kuvissa supernovan kuva yleensä sekoittuu isäntägalaksin kuvan kanssa.
Hubble kykenee erottamaan näiden kohteiden valon toisistaan.
Kefeidit ja supernovat ovat antaneet Maailmankaikkeudelle mittasuhteet.
Tänä päivänä tiedämme Maailmankaikkeuden iän tarkemmin kuin koskaan ennen:
noin 14 miljardia vuotta.
Monien vuosien ajan tähtitieteilijät ovat keskustelleet siitä loppuuko Maailmankaikkeuden laajentuminen lähitulevaisuudessa
saaden sen luhistumaan tulisessa "loppurysäyksessä", vai jatkuuko laajentuminen yhä hitaammin ja hitaammin.
Hubblen ja muiden huippukaukoputkien havaintoja
on yhdistetty kaukaisten supernovien etäisyyksien määrittämiseksi.
Ja näyttää että maailmankaikkeuden laajeneminen ei ainakaan ole hidastumassa. Sen sijaan se näyttää kiihtyvän.
Kun Hubblea käytettiin määrittämään kuinka Maailmankaikkeuden laajentuminen etenee ajan myötä,
kaikkien yllätykseksi osoittautui, että kosmisen historian ensimmäisen puoliskon aikana
laajentumisnopeus itseasiassa hidastui. Sitten, salaperäinen voima,
jonkinlainen antigravitaatio sai Maailmankaikkeuden painamaan kaasua aloittaen nyt näkemämme kiihdytyksen.
Tämä merkitsee erikoista kohtaloa Maailmankaikkeudelle, sillä se viittaa siihen että antigravitaatiovoima
voimistuu koko ajan. Jos näin jatkuu,
antigravitaatio ylittää lopulta gravitaation ja heittää Maailmankaikkuden äärimmäisen nopeaan kiihtyvyyteen,
joka repii kaiken atomeiksi. Kosmologit kutsuvat tätä hirvittävää tapahtumaa nimellä Suuri Repeämä.
KATSE AJAN LOPPUUN
Keräämme syvältä avaruudesta odottamattomia uutisia.
Aivan kuten geologit kaivavat syvemmälle maan sisuksiin löytääkseen yhä vanhempia fossiileja
tuoden todistajia yhä kaukaisemmilta aikakausilta, tähtitieteilijät kaivavat syvemmälle ja syvemmälle ajan alkuun
etsien valoa himmeämmistä, ja näin ollen kaukaisemmista kohteista.
Hubble aloitti uuden aikakauden, jota voimme kutsua astroarkeologiaksi ja se alkoi jouluna 1995
Maailman hienostuneimman kaukoputken suuntaaminen yhteen kohtaan taivasta kymmenen päivän ajaksi kuulostaa ehkä hieman oudolta.
Ja oudolta se tuntuikin tähtitieteilijöistä kun he kokeilivat sitä ensimmäisen kerran vuoden 1995 lopussa.
Syvien kenttien havainnoissa tietyä osaa taivasta valotetaan kauan.
Tarkoituksena on löytää himmeitä kohteita keräämällä mahdollisimman paljon valoa pitkän aikaa.
Mitä syvemmälle havaitaan, sitä himmeämpiä kohteita pystytään näkemään.
Kohde voi näyttää himmeältä koska se todellakin on himmeä, tai koska se on hyvin kaukana.
Kun tätä kokeilua ehdotettiin ensimmäisen kerran,
kukaan ei oikeastaan tiennyt johtaisiko se tieteellisesti mielenkiintoisiin tuloksiin.
Mutta kun katsoimme kuvia ensimmäisen kerran, olimme ällistyneitä! Pystyimme näkemään pienessä kentässä yli 3000 galaksia.
Havaittu alue Ison karhun tähtikuviossa
oli valittu huolella mahdollisimman tyhjäksi, jotta Hubble pystyisi katsomaan
kauas oman Linnunratamme tähtien ja lähigalaksien taakse.
Ensimmäisessä syvässä kentässä olleet tuhannet galaksit olivat eri kehistysvaiheissa
ja jakautuivat miljardeja valovuosia pitkän käytävän varrelle.
Näin ollen tähtitieteilijät pystyivät tutkimaan näiden kohteiden kehitystä läpi ajan,
nähden vilauksia erilaisista galakseista niiden eri elämänvaiheissa.
Ensimmäisen syvän kentän jälkeen toinen pitkä valotus tehtiin eteläisellä taivaalla.
Yhdessä Hubblen pohjoinen ja eteläinen syvä kenttä antoivat ensimmäisen kerran tähtitieteilijöille kurkistusreiän muinaiseen Maailmankaikkeuteen.
Jotkut kuvissa näkyvistä kohteista olivat niin himmeitä, että niiden näkeminen olisi yhtä vaikeaa kuin
Kuussa olevan taskulampun valon näkeminen Maasta olisi.
Me pystyimme tosiaankin kertomaan että Hubblen syvät kentät avasivat aivan uuden aikakauden havaitsevalle kosmologialle.
Se muodosti näkemyksemme kaukaisesta maailmankaikkeudesta.
Hubblen syvät kentät aiheuttivat todellisen modernin tähtitieteen vallankumouksen.
Ensimmäisen syvän kentän jälkeen lähes kaikki maanpäälliset ja avaruudessa olevat kaukoputket osoittivat tähän samaan alueeseen
pidemmän aikaa. Joitakin tähtitieteen mielenkiintoisimpia tuloksia syntyi, kun erikokoisten,
erilaisissa olosuhteissa olevien ja eri aallonpituuksille herkkien laitteiden tulokset yhdistettiin.
Kuvat antoivat ensimmäisen selvän kuvan koko Maailmankaikkeuden tähtiensyntynopeudesta.
Hämmästyttävästi, tulokset osoittivat tähtiensynnyn olleen huipussaan Maailmankaikkeuden synnyn jälkeisten muutamien ensimmäisten miljardien vuosien ajan.
Tuolloin syntyi yli kymmenen kertaa enemmän tähtiä kuin nykyisin.
Kun kerran oli alettu näkemään kaukaisimpaan maailmankaikkeuteen,
Hubble -tähtitieteilijät yrittivät havaita vieläkin kauemmaksi ajassa.
Vuosina 2003 ja 2004, Hubble teki syvimmälle menevät havaintonsa: Hubble Ultra Deep Field.
Se oli 28 päivää kestävä valotus mennen paljon syvemmälle kuin aikaisemmat Hubblen pohjoinen ja eteläinen syvä kenttä,
ja sitä ei yksinkertaisesti voi verrata mihinkään muuhun maasta tai avaruudesta otettuun syvään kenttään.
Hubble ultrasyvä kenttä paljastaa kuinka ensimmäiset galaksit tulevat esiin niin kutsutusta "pimeästä ajasta"
- ajasta pian alkuräjähdyksen jälkeen, kun ensimmäiset tähdet lämmittivät kylmän ja pimeän maailmankaikkeuden uudelleen.
Heti alkuräjähdyksen jälkeen juuri syntynyneessä, nopeasti laajenevassa Maailmankaikkeudessa - ennen tähtien ja galaksien aikakautta -
aineksen jakauma oli melko tasainen.
Kun aika kului, kaikkien voimien kuningas - gravitaatio - alkoi vaikuttaa. Hitaasti, mutta varmasti
Salaperäisen pimeän aineen synnyttämän gravitaation vaikutuksesta
pieniä määriä normaalia ainesta alkoi kasaantua paikkoihin, joissa tiheys oli hieman keskimääräistä suurempi.
Koska tähtiä ei ollut vielä valaisemassa avaruutta, maailmankaikkeus eli pimeää aikaa.
Siellä missä kasaantumien tiheys kasvoi entisestään, yhä suurempi määrä ainesta joutui sen vaikutuspiiriin,
ja avaruuden laajenemisen ja gravitaation välinen kilpailu alkoi.
Siellä missä gravitaatio voitti, alueet lakkasivat laajenemasta, ja alkoivat luhistumaan itseensä.
Ensimmäiset tähdet ja galaksit syntyivät.
Siellä missä aineen tiheys oli suurimmillaan - aineen suuren verkkomaisen rakenteen yhdyskohdissa
- suurimmat tuntemamme rakenteet syntyivät: galaksijoukot.
Syvistä kentistä otetut kuvat ovat täynnä erikokoisia, -muotoisia ja -värisiä galakseja.
Tähtitieteilijät tulevat kuluttamaan vuosia näiden kuvien lukemattoman muotoisten galaksien tutkimiseen, kun he yrittävät ymmärtää
kuinka ne muodostuivat ja kehittyivät alkuräjähdyksen jälkeen.
Sykähdyttävänä vastakohtana kuvien rikkaalle joukolle klassisia spiraali- ja ellipsigalakseja,
niistä löytyy myös erikoisempien galaksien kirjo. Jotkut näyttävät aivan hammastikuilta;
toiset ranneketjun lenkeiltä. Muutamat näyttävät olevan vuorovaikutuksessa toistensa kanssa.
Niiden oudot muodot ovat kaukana tämän päivän majesteetillisista spiraali- ja ellipsigalakseista.
Nämä erikoiset galaksit edustavat aikaa, jona Maailmankaikkeus oli kaoottisempi,
kun järjestys ja muodot alkoivat vasta muodostua.
Yksi Hubblen hienoista puolista on se, että sillä on useita havaintolaitteita,
joilla voi tehdä erilaisia havaintoja samanaikaisesti.
Hubblen ultrasyvä kenttä on itse asiassa kaksi erillistä kuvaa otettuna kahdella eri havaintolaitteella:
Hubblen ACS kameralla ja NICMOS:lla. NICMOS näkee vielä kauemmaksi kuin ACS.
Se havaitsee infrapunavaloa ja paljastaa kaikkein kauimmaiset galaksit,