Kas tumeainet tegelikult eksisteerib? Eksperdid ja Eesti teadlane kahtlevad

Astronoomid on pikka aega uskunud, et suurem osa universumi massist koosneb nähtamatust tumeainest, mille olemasolu on järeldatud selle gravitatsioonilisest mõjust. Ometi pole ükski katse suutnud tumeainet otseselt tuvastada, mistõttu esitavad mõned teadlased küsimuse, kas otsitakse üldse õiget asja. Eesti kosmoloog Hardi Veermäe on üheks hääleks, kes selgitab, mida me tegelikult teame ja millele me vaid loodame.

Astronoomia üks suurimaid saladusi, tumeaine, on teadlasi vaevanud juba aastakümneid. Universumi massi-energia bilansist moodustab tumeaine hinnanguliselt ligi 27 protsenti, tavaline nähtav aine aga vaid umbes viis protsenti. Ometi pole ükski labor, ükski detektor ega ükski kosmoseteleskoop suutnud tumeainet vaieldamatult kinni püüda.

Nähtamatu, kuid tuntav

Tumeaine olemasolu järeldatakse kaudsete tõendite põhjal: galaktikate pöörlemiskiirus, gravitatsioonilised läätsed ja suuremahulised kosmoloogilised struktuurid viitavad sellele, et midagi nähtamatut peab seal olema. Ilma täiendava gravitatsioonita hajuksid galaktikad lihtsalt laiali. Samas pole ükski otsene katsetus, olgu selleks põrandaalused neutriinodetektor või kõrgenergiafüüsika katsed suures hadronikollideris, tumeaine osakest leidnud.

Alternatiivid ja kahtlused

See tõstatab küsimuse: mis siis, kui tumeainet tegelikult polegi? Mõned teadlased pakuvad alternatiivteooriad, nagu modifitseeritud gravitatsioon (MOND), mis üritab selgitada vaadeldavaid anomaaliaid ilma uut ainevormi lisamata. Need teooriad ei suuda siiski kõiki vaatlusi sama hästi seletada nagu klassikaline tumeaine mudel, eriti suuri kosmoloogilisi struktuure kirjeldades.

Eesti kosmoloog Hardi Veermäe selgitab Kukkuva Õuna saates, millised on tumeaine uurimise hetkeseisu tugevused ja nõrkused ning miks see küsimus jääb teaduslikus mõttes lahendamata. Veermäe sõnul on tumeaine kontseptsioon endiselt parim olemasolev selgitus, kuid teadus ei saa endale lubada leppimist teooriaga, mida pole suudetud eksperimentaalselt kinnitada.

Mida edasi?

Teadusmaailm ei seisa paigal. Järgmised põlvkonnad kosmoseobservatooriumeid ja maa-alused detektorid lubavad senisest tunduvalt täpsemat otsimist. Euroopa kosmoseagentuuri Euclidi missioon, mis kaardistab universumi suuremahulisi struktuure, peaks andma olulisi vihjeid, kas tumeaine mudel peab paika või tuleb füüsikat fundamentaalselt ümber mõelda.

Küsimus „kas tumeainet on olemas?" pole seega pelgalt akadeemiline vaidlus, see puudutab meie arusaama universumi kõige põhilisematest seadustest.