Piret Kuuse kommentaar Suure Paugu ja mustade aukude seotusele kvantiseeritud keeristega

Kosmilised stringid on hüpoteetilised ühemõõtmelised suure joontihedusega objektid, mille gravitatsioonivälja saab arvutada Einsteini võrranditest. Mõned teooriad ennustavad nende teket Suure Paugu järgsel faasisiirdel ja sel juhul võib neid vaadelda ülivoolava heeliumi keeriste analoogidena. Kosmiliste stringide hüpotees Universumi algsete mittehomogeensuste seletusena ei ole aga praeguseks leidnud vaatluslikke kinnitusi. Kosmoloogilise reliktkiirguse mittehomogeensuste spektri täppismõõtmised satelliidi WMAP abil on andnud tulemuse, mille ebakõla stringiarvutustega ei ole küll katastroofiliselt suur, kuid siiski märgatav. Kaks galaktikate kujutise lõhenemise juhtumit, mille ainuke seletus tundus esialgu olevat just nimelt kosmilise stringi poolt tekitatud gravitatsioonilääts, on saanud konventsionaalsemad seletused. Järgmine lootus kosmiliste stringide avastamiseks on detekteerida nende poolt tekitatud gravitatsioonilaineid, kuid kahjuks pole ükski praegu ehitatavast kolmest vägevast gravitatsioonilainete detektorist (VIRGO, LIGO, LISA) gravitatsioonilainete registreerimiseni jõudnud. Kosmiliste stringide olemasolu “pole garanteeritud, kuid kui neid nähakse, siis on see otsene aken Plancki suurusjärgu füüsika ja kosmilise inflatsiooni juurde”, oli USA teoreetiku Joseph Polchinski ettekande lõppotsus juuli lõpul Berliinis XI Marcel Grossmanni nimelisel konverentsil.

Ka mustade aukude olemasolu pole kaugeltki nii kindel, kui sageli arvatakse. Tollesama konverentsi avapäeval väitis uusmeremaalane Roy Kerr, kes 1963. aastal leidis Einsteini võrranditele uue täpse lahendi, praegu tuntud Kerri lahendina ehk pöörleva musta augu lahendina: “Musti auke pole veel vaatluslikult avastatud, kuid loodame, et lähema kümne aasta jooksul leiab kinnitust, et meie Galaktika keskel on pöörlev must auk.” Praeguseks on Galaktika keskme ümber tiirlevate tähtede orbiitide mõõtmised näidanud, et seal on ülimassiivne kompaktne objekt – arvutuste kohaselt peaks ligikaudu neli miljonit Päikese massi asuma ruumalas läbimõõduga umbes Maa ja Päikese vaheline kaugus. Kuid seni pole seal õnnestunud näha mitte ühtegi efekti, mida saaks otseselt siduda musta augu iseloomuliku tunnuse lõkspinnaga, kus “valgus jääb seisma”. Sellest siis ka Kerri üsna ettevaatlik väide.

Helsingi Külmalabori katsed ülivoolava heeliumiga on kosmilise füüsikaga seotud vaid matemaatika vahendusel. Kui osutub, et mõlemas valdkonnas on teatud nähtused kirjeldatavad ühesuguste võrranditega, siis lubab teooria ja katse kooskõla Külmalaboris järeldada analoogiliste nähtuste olemasolu ka kosmoses. Küsimuseks aga jääb, kas meil ikka on nood kosmilised võrrandid vähegi adekvaatselt teada.

PIRET KUUSK (1947) on Tartu Ülikooli Füüsika Instituudi laborijuhataja, füüsika-matemaatikadoktor.