Tähtien etäisyys ja aika

03.10.2007 - Pyry-Pekka Kinos

Minua on jo pitkää miettityttänyt kysymys tähtien etäisyyksistä. Raamattu opettaa planeettamme olevan 6000 vuotta vanha. Mutta tähdet ovat usein niin kaukana ,että niiltä lähtevän valon matka maapallolle kestäisi jopa miljoonia vuosia.(esim NGC 3603 ,20000 valovuotta linnunradasta) Miksi siis näemme tähtiä joidenka valo ei vielä ole edes saapunut Maahan?

Vastaus:

18.03.2008

Kiitos kysymyksestäsi.

Minua on jo pitkää miettityttänyt kysymys tähtien etäisyyksistä. Raamattu opettaa planeettamme olevan 6000 vuotta vanha.

Raamattu ei suoranaisesti opeta maapallon olevan 6000 vuotta vanha. Noin 6000 vuoden ikään on päästy tutkimalla Raamatun sukuluetteloja jotka ulottuvat aina ensimmäiseen ihmiseen Aadamiin saakka. Näistä luetteloista ei voida kuitenkaan kiistatta muodostaa vuoden tarkkuudella olevaa ajoitusta maapallon iälle. Siksi onkin parempi puhua maapallon iästä käyttäen ”noin” etuliitettä tai sanoa, että maapallon ikä on Raamatun mukaan alle 10000 vuotta.

Mutta tähdet ovat usein niin kaukana ,että niiltä lähtevän valon matka maapallolle kestäisi jopa miljoonia vuosia.(esim NGC 3603 ,20000 valovuotta linnunradasta) Miksi siis näemme tähtiä joidenka valo ei vielä ole edes saapunut Maahan?

Tämä kysymys on ollut yksi eniten ”päänvaivaa” aiheuttaneista kysymyksistä kreationistien keskuudessa. On tärkeää ymmärtää, että liittyen mm. universumin syntyyn, meillä ei vielä tässä ajassa ole täydellisen yksityiskohtaista tietoa niistä mekanismeista joita Jumala käytti mm. universumia luodessaan. Tästä syystä esittämämme teoriat ja mallit voivat olla myös väärässä. Vaikka esittämämme mallit osoittautuisivat virheellisiksi niin tämä ei kuitenkaan vähentäisi Raamatun arvovaltaa tai asettaisi kyseenalaiseksi Raamatun kuvauksen oikeellisuutta tapahtumien järjestyksestä ja ajankohdasta.

Aiheeseen liittyen on merkille pantavaa, että Big Bang -teoria sisältää myös oman valo-ongelmansa, jota kutsutaan horisontti ongelmaksi. Ongelmana on, että universumissa tavattavan CMB:n (kosminen mikroaaltotaustan) lämpötila on käytännössä sama läpi tunnetun universumin.1 Miksi tämä on sitten ongelma? Big Bang -teoreetikkojen mukaan CMB:n2 lämpötila olisi universumin muodostumisen alkuvaiheessa ollut hyvinkin erilainen universumin eri kolkissa, johtuen alkuolosuhteiden sattumanvaraisesta luonteesta. Läheisessä yhteydessä olevat alueet voisivat kyllä asettua samanlämpöisiksi kun taas kauempana sijaitsevat alueet saavuttaisivat yhtäläisen lämpötilan säteilyn (valon3) kulkeutumisen kautta. Tämä säteily kuljettaisi energiaa lämpimämmiltä alueilta kylmemmille alueille kunnes ne olisivat saavuttaneet saman lämpötilan.

Ongelmana on, että vaikka olettaisimme Big Bang -teoreetikkojen esittämän universumin alkuhetken ajankohdan pitävän paikkansa, niin aikaa ei ole nykypäivään mennessä kulunut riittävästi jotta valo olisi voinut saavuttaa kaukana erillään olevat universumin kolkat. Tästä huolimatta tunnetun universumin eri kolkat ovat lämpötilaltaan hyvin identtiset, voimmekin kysyä: kuinka CMB:n lämpötila voi olla niin samankaltainen läpi tunnetun universumin, mikäli nämä alueet eivät ole ”kommunikoineet” keskenään?4 Tässä on siis kyse valonnopeus-etäisyys-aika ongelmasta.5

Aika-Valo-Etäisyys ongelma alkuräjähdys mallissa:

1. Väitetyn alkuräjähdyksen alkuvaiheessa kohteet A ja B ovat lämpötilaltaan eriäviä.

2. Nykypäivänä kohteet A ja B omaavat saman lämpötilan, mutta aikaa ei ole kulunut riittävästi, jotta kyseiset alueet olisivat voineet "kommunikoida" keskenään.

Big Bang -malli olettaa, että universumi on monia miljardeja vuosia vanha. Vaikka tämä aika riittääkin valon kulkeutumiseen kaukaisista galakseista maahan se ei riitä valon kulkeutumiseksi havaittavan universumin toiselta laidalta toiselle. Aikana jolloin valoa alkoi oletetusti säteillä (sekulaari tiedemiesten mukaan), eli noin 300 000 vuotta Big Bangin jälkeen, käsitti avaruus jo alueen jolla oli sama lämpötila ja joka oli ainakin kymmenen kertaa suurempi kuin alue jonka valo olisi voinut tuossa ajassa kulkea. Joten kuinka nämä alueet ovat voineet omata saman lämpötilan?6

Kyseisen seikan selittämiseksi on Big Bang -teoreetikkojen piirissä turvauduttu erinäisiin todistamattomiin hypoteeseihin kuten valoa nopeampaan ”laajenemiseen” yms, mutta kuten edellä mainitussa valoa nopeamman laajenemisen esimerkissä, sisältyy niihin kaikkiin useita ratkaisemattomia ongelmia, kuten kuinka kyseinen tapahtuma (valoa nopeampi laajentuminen) olisi saanut alkunsa ja mikä olisi pysäyttänyt sen. Täten Big Bang -teorian kannattajat eivät voi osoitella sormellaan kreationisteja koska heidän oma mallinsa sisältää samankaltaisen avoimen ongelman.

Sekä kreationistit, että Big Bang -teoreetikot ovat esittäneet erinäisiä todistamattomia hypoteeseja valonnopeuteen liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi. Tältä osin olemme siis samalla viivalla.

Aikanaan yksi yleisimmin kristittyjen piirissä kuulluista selityksistä oli, että valo olisi luotu valmiina maapallon ja tähtien välille. Näin Adam olisi voinut nähdä tähdet välittömästi, vaikka tähdet olisivatkin olleet miljoonien valovuosien päässä maapallosta. Jumalalle mikään ei ole mahdotonta, mutta inhimilliseltä kannalta katsottuna tähän näkemykseen sisältyy melko suuria avoimia kysymyksiä. Käytännössä tämä tarkoittaisi sitä, että aina kun tarkkailisimme hyvin kaukana avaruudessa olevan objektin tapahtumia, niin näkemiämme tapahtumia ei koskaan todellisuudessa tapahtuisikaan.

Esimerkiksi kun päättelemme miljoonan valovuoden päässä olevan objektin pyörivän, perustuu se kaukoputkeemme osuvan valon välittämään visuaaliseen informaatioon. Kuitenkin paikalleen luotuun valoon pohjautuen joutuisimme toteamaan, että teleskooppiimme saapunut valo ei olisikaan lähtöisin tähdestä vaan se luotiin valmiiksi maan ja taivaankappaleen väliin. Noin 10000 vuotta vanhassa universumissa tämä tarkottaisi sitä, että kaikki näkemämme tapahtumat yli 10000 valovuoden päässä olevissa taivaankappaleissa olisivatkin vain osa jonkinlaista dia-esitystä tapahtumista, joita ei todellisuudessa koskaan tapahtuisikaan tai taivaankappaleista joita ei todellisuudessa olisi olemassakaan.

Valaistaksemme asiaa vielä yksityiskohtaisemmin, ajattele tähteä joka räjähtäisi laskennallisesti 100 000 valovuoden päässä maasta. Muista, että käsittelemme tätä esimerkkiä Raamatun antaman noin 10000 vuoden ikäisen universumikäsityksen pohjalta. Kun tähtitieteilijä maassa katsoo tätä räjähtävää tähteä hän voi havaita muutakin kuin ainoastaan sieltä saapuvan näkyvän valonsäteen. Tarkkailtavasta kohteesta maahan saapuva säteily sisältää hyvin yksityiskohtaisen spektrin erilaisia säteilyjä, jotka ovat yhdenmukaisia tarkkailijan näköhavainnon kanssa tähden räjähtämisestä. Täten kohteesta saapuva valo kantaa selkeästi mukanaan informaatiota todellisesta tapahtumasta. Tähtitieteilijä voi täysin perustellusti tulkita tapahtuman olleen todellinen tapahtuma, jossa todellinen objekti räjähti fysiikan lakien mukaisesti, kirkastui, säteili mikroaaltoja, himmeni ja niin edelleen.

Kaikki hänen havaintonsa ovat yhdenmukaisia kyseisen tulkinnan kanssa. Tätä näkemystä tukee myös tähdestä saapuvan säteilyn spektrit jotka paljastavat tähden ”kemiallisen käsikirjoituksen”. Paikalleen luodun valon lähtökohdasta käsin tämä tarkoittaisi kuitenkin sitä, että kyseinen valon/säteilyn paljastama tapahtumien ketju ja objektin koostumus olisi pitänyt tallentaa kyseiseen valonsäteeseen jo luomishetkellä tai ”syöttää” kyseiseen säteeseen myöhemmässä vaiheessa.

Sen kaltaisen yksityiskohtaisen ja informaatiota sisältävän säteilyspektrin luominen osaksi maahan saapuvia valonsäteitä, jotka näyttäisivät kuvaavan todellisia tapahtumia, joita ei sitten oikeasti olisi koskaan tapahtunutkaan, ei vaikuta uskottavalta selitykseltä, jonka lisäksi sen kaltaisen mekanismin olemassa ololle on vaikea keksiä mitään syytä.

Seuraava kysymys joka nousee monien mieleen on, että onko valonnopeus sitten aina ollut sama kuin nykyään? Mikäli valo olisi menneisyydessä edennyt vauhdikkaammin kuin nykyään olisi ongelma ratkaistu. Tätä näkemystä on käsitelty tiedemiesten keskuudessa mutta mitään kiistattomia todisteita valonnopeuden hidastumiselle ajan kuluessa ei ole pystytty esittämään. Lisäksi kyseinen näkemys sisältää monia merkittäviä ja ongelmallisia seikkoja joihin ei ole kyetty löytämään tyydyttäviä vastauksia.

KREATIONISTINEN MALLI

Huomautus 26.2.2014:

Alla esitelty teoria on sen kehittäjän Dr Russell Humphreysin mukaan vasta alustava hahmotelma, eräänlainen uudentyyppisen kosmologisen mallin prototyyppi.7 Tällä hetkellä varteenotettavimpana teoriana pidetään John Hartettin kosmologista mallia.8

Tutkitaanpa lähemmin kuinka yksi varteenotettavimmista kreationistien kosmologia malleista näyttäisi ratkaisevan kysymyksen valon saapumisesta maapallolle. Jonkin objektin kuluttama aika sen siirtyessä paikasta A paikkaan B voidaan laskea seuraavasti:

Aika = Etäisyys jaettuna Nopeudella.

Kun tätä laskukaavaa käytetään valon saapumiseen maapallolle kaukaisista tähdistä, on tuloksena miljoonia vuosia. On päteviä todisteita joiden pohjalta linnunratamme on läpimitaltaan 100 000 valovuotta.

Mikäli valon nopeus (c) ei ole muuttunut, niin ainut koskematon tekijä yhtälössä on aika itse. Itse asiassa, Einsteinin suhteellisuusteoriat ovat esittäneet jo vuosikymmeniä, että aika ei ole vakio.

Kahden asian uskotaan vääristävän ajan kulkua – toinen on nopeus ja toinen painovoima. Näille näkemyksille löytyy tukea myös suoritetuista kokeista. Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria, joka on paras teoria painovoimasta joka meillä tällä hetkellä on, osoittaa, että painovoima vääristää aikaa. Tämän tapahtuminen on todettu kokeellisesti useita kertoja. Kellot jotka sijaitsevat korkeiden rakennuksien ylimmissä kerroksissa, joissa painovoiman vaikutus on hivenen pienempi, käyvät nopeammin kuin pohjalla olevat, aivan kuten suhteellisuusteorian yhtälöt ennustavatkin.

Kun materian konsentraatio tai tiheys on hyvin korkea, niin sitä seuraavan painovoiman muutos voi olla niin massiivinen, että edes valo ei kykene tältä pakenemaan. Suhteellisuusteorian yhtälöt osoittavat, että sen kaltaista materian konsentraatiota ympäröivä näkymätön rajapinta omaa niin valtavan painovoiman, että valo itsessään kääntyy sisäänpäin ja aika kirjaimellisesti pysähtyy.

Dr Humphreysin kreationistinen kosmologiamalli9 voidaan suoraan johtaa suhteellisuusteorian yhtälöistä, niin kauan kuin perusolettamuksena on näkemys jonka mukaan universumilla on rajat. Toisin sanoen, että universumilla on keskus ja reunat – mikäli joku matkustaisi riittävän kauan avaruuteen, niin ennenpitkää hän saavuttaisi alueen joka ei enää sisältäisi mitään materiaa. Tässä kosmologisessa mallissa maapallo sijaitsee lähellä maailmankaikkeuden keskusta.

Kaikki sekulaariin alkuräjähdys näkemykseen tukeutuvat tiedemiehet/yhteisöt kieltävät tällaisen näkemyksen. Heidän mallinsa perustuu siihen mielivaltaiseen olettamukseen (ilman mitään tieteellistä välttämättömyyttä), että universumilla ei ole rajoja – ei reunoja eikä keskusta. Tämänkaltaisessa universumissa jokainen galaksi olisi muiden galaksien ympäröimä, jotka olisivat levittäytyneet ”tasaisesti” ympäri maailmankaikkeuden, seurauksena tästä kaikki netto gravitaatiovoimat kumoutuisivat.

Mutta, mikäli maailmankaikkeudella on rajat, niin tällöin maailmankaikkeudessa vaikuttaa netto gravitaatiovoima kohti maailmankaikkeuden keskustaa. Kellot maailmankaikkeuden keskustassa kävisivät eri nopeudelle kuin sen reunoilla. Toisin sanoen, enää ei riittäisi, että sanoisimme Jumalan luoneen maailmankaikkeuden kuudessa päivässä. Toki näin tapahtuikin mutta minkä kellon mukaan? (Mikäli vastaamme, että Jumalan ajan, emme huomioi sitä seikkaa, että Hän loi ajan ja sen kulun siinä muodossa missä sen nykyisellään koemme; Hän itse on taas entiteetti ajan ulkopuolella, kyeten tarkkailemaan aikaa kokonaisuutena sen alusta loppuun.)

Sen näkemyksen tueksi, jonka mukaan maailmankaikkeus olisi menneisyydessä laajentunut, näyttäisi löytyvän havaintoihin pohjautuvia todisteita. Tätä näkemystä tukevat myös useat Raamatun kohdat joissa kuvataan kuinka Jumala on ”levittänyt” taivaat maankannen päälle (mm. Jesaja 42:5).

Mikäli maailmankaikkeus ei ole mittavasti suurempi, kuin mitä me nykyisellään kykenemme havaitsemaan sen olevan, ja mikäli se oli vain noin 50 kertaa pienempi menneisyydessä kuin nyt, niin tällöin tieteellinen johtopäätös pohjautuen suhteellisuusteoriaan on, että sen on täytynyt laajeta edeltäneestä tilasta, jolloin sitä reunusti tapahtumahorisontti. Tapahtumahorisontti on suhteellisuusteorian yhtälöiden ennustama tila joka tunnetaan myös ”valkoisena aukkona”, eli mustana aukkona joka on toiminnaltaan päinvastainen.
Kun materia purkautui ulos tästä tapahtumahorisontista, niin tällöin itse horisontin täytyi kutistua – lopulta olemattomaksi.

Täten jossain menneisyyden vaiheessa tämä horisontti olisi ollut kosketuksissa maapalloon. Siinä hetkessä aika maapallolla (suhteessa siitä kaukana olevaan kohteeseen) olisi käytännössä seissyt paikallaan. Maapallolla asuva henkilö ei olisi miltään osin huomannut mitään tavallisesta poikkeavaa. Valolla olisi taas ”miljardeja vuosia” aikaa (sen viitekehyksen puitteissa jossa se kulkee syvällä avaruudessa) saapua maapallolle, tähdet voisivat vanheta merkittävästi ja niin edelleen. Kaikki tämä sillä välin kun maapallolla kuluisi aikaa alle yhden vuorokauden verran.

Tämä massiivinen gravitaation aiheuttama ajan laajentuminen näyttäisi olevan tieteellinen välttämättömyys mikäli rajallinen universumi on laajentunut merkittävästi. Tietyssä mielessä, mikäli maapallolla olevat havainnoitsijat olisivat voineet katsoa ulos ja ”nähdä” nopeuden jolla valo liikkui heitä kohti avaruudessa, niin heidän näkökulmastaan käsin olisi vaikuttanut siltä, että valo olisi edennyt useita kertaluokkia nopeammin kuin c. (Myös galaksit näyttäisivät pyörivän nopeammin.) Kuitenkin, mikäli henkilö olisi syvällä avaruudessa mittaamassa valon nopeutta, niin hänen näkökulmastaan sen nopeus olisi edelleen vain c.

Tämän kosmologisen mallin tekee mielenkiintoiseksi se, että se perustuu matematiikkaan ja fysiikkaan yleisesti hyväksyttävässä muodossa (suhteellisuusteoria), ja se hyväksyy näkemyksen siitä, että universumi on laajentunut (ei kuitenkaan jostain kuvitteellisesta pienestä pisteestä). Alkuräjähdysmallin mielivaltaisesti oletetuista alkuolosuhteista luopumalla aikaan saatu kosmologinen malli ei vaadi minkäänlaista tieteen rajoja ylittävää "kikkailua", vaan malli on suoraan johdettavissa fysiikan perusteorioista.

Vaikka esitetty kosmologinen malli onkin mielenkiintoinen ja näyttäisi selittävän monia havaitsemiamme asioita tulee meidän silti muistaa, että ihmisen kehittämät mallit voivat olla puutteellisia. Täten mikäli tämä tai mikä tahansa esitetty mekanismi (esimerkiksi valon nopeuden ongelmaan) osoittautuisikin virheelliseksi, ei se silti vähentäisi Raamatun kuvauksen luotettavuutta.

Katso myös:
Viitteet:
  1. Peebles, P.J.E., Principles of Physical Cosmology, Princeton University Press, p. 404, 1993.
  2. For convenience, the commonly understood term CMB will be used without implying that the radiation peaked at the same wavelength in all epochs of the model.
  3. Infrared radiation is part of the spectrum of light
  4. This is an internal inconsistency for the big bang model. It is not a problem for a creation model; God may have created the distant regions of the universe with the same temperature from the beginning.
  5. Misner, C., Mixmaster Universe, Physical Review Letters22(20):1071–1074, 1969
  6. Lightman, A., Ancient Light, Harvard University Press, London, p. 58, 1991
  7. Dr. John Hartnett: Starlight, Time and the New Physics. Creation Book Publishers, 2007. 978-0-949906-68-7, s. 18-20
  8. John Hartnettin kosmologinen malli (ApologetiikkaWiki)
  9. Humphreys, D.R., 1997. It’s just a matter of time. Creation Research Society Quarterly 34(1):32–34.
Lähteitä ja lisätietoja: