VTT Uutta | Uutiset2001

3.4. Planck-luotain paljastaa kosmoksen mitat


"Arvailujen aika on ohi, sillä Planck-luotaimen mittauksista uskotaan voitavan lukea kaikki maailmankaikkeuden mitat", sanoo Suomen Planckhankkeen tiedeosuutta koordinoiva professori Kari Enqvist.

Planck-luotain on Euroopan avaruusjärjestön (ESA) kansainvälinen avaruusluotainhanke, jolla pyritään laatimaan ennennäkemättömän tarkka lämpötilakartta avaruuden täyttämästä taustasäteilystä. Taustasäteilyn lämpötilaeroihin on nimittäin jähmettynyt tuoreen kosmoksen paljon kertova kuva. Suomalaiset osallistuvat Planck-hankkeeseen laiterakentajina ja tutkijoina.

Nyt kosmos on noin 13 miljardin vuoden ikäinen ja taustasäteily näkyy tiettyä lämpötilaa vastaavina mikroaaltoina. Planck-luotain pystyy erottamaan taustasäteilyn asteen sadastuhannesosan kokoiset lämpötilaerot uskomattomalla 10 kaariminuutin tarkkuudella. Siksi sen mittauksista selviävät tutkijoita kautta aikojen kiinnostaneet suureet, kuten kosmoksen massa, sen sisältämän pimeän aineen määrä sekä sen koko ja tarkka ikä.

Eikä tässä kaikki. Mikroaallot eivät ole alkuräjähdyksen tienoilta peräisin olevan taustasäteilyn yksinoikeus. Niinpä Planckin mittauksista on siivottava kaikki muut säteilijät pois. Roskien joukossa on muun muassa kvasaareja, joiden yletön energia muodostuu jättiläismäiseen mustaan aukkoon putoavasta kaasusta. Niistä, kuten muistakin etualan kohteista, saadaan arvokasta tietoa ikään kuin sivutuotoksena.

Planck-luotain sisältää 1,5 metrisen radiokaukoputken ja kaksi vastaanotinta, joista toinen mittaa 30 -100 gigahertsin taajuuksilla ja toinen 100-857 gigahertsin. Suomalaiset rakentavat ja suunnittelevat 70 gigahertsin vastaanottimen. "Periaatteessa laite toimii samoin kuin kideradio", selittää Suomen Planck-hankkeen laiterakennuksesta vastaava tutkimusprofessori Jussi Tuovinen. Kyse on kuitenkin modernista versiosta, jossa äärimmäisen heikkoa signaalia vahvistetaan miljoonakertaiseksi, ennen kuin kiteen nykyisin korvaavalla diodilla ilmaistaan 70 gigahertsin signaali. Laite on niin herkkä, että sillä voi helposti mitata ihmisenkin mikroaaltosäteilyn.

Tarkkuutta ei saa ilmaiseksi. Vastaanottimen hinta on yli 30 miljoonaa markkaa kilo. Kallis laite tukee suoraan Suomessa ja muualla harjoitettavaa tieteellistä ja kaupallista laitekehitystä. Samalla tekniikalla nähdään muun muassa sumun läpi.

Suomalaisten Planck-hanketta rahoittavat Tekes, Suomen Akatemia, ESA ja
hankkeeseen osallistuvat tutkimuslaitokset.

Planck-luotain laukaistaan yhdessä Herschel Space Observatoryn, ennen
FIRST, kanssa vuonna 2007.

Lisää Planckista: http://astro.estec.esa.nl/Planck/

Lisätietoja:
Jussi Tuovinen, MilliLab, VTT Tietotekniikka, (040) 589 9132,
jussi.tuovinen@vtt.fi
Kari Enqvist, Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos, (050) 512 0963,
kari.enqvist@helsinki.fi
Kalevi Mattila, Helsingin yliopisto, Observatorio, (09) 1912 2947,
kalevi.mattila@helsinki.fi
Esko Valtaoja, Turun yliopisto, Tuorlan observatorio, (02) 274 4251,
esko.valtaoja@utu.fi
Seppo Urpo, TKK, Metsähovin radiotutkimusasema, (09) 256 4417,
seppo.urpo@hut.fi

Tekesissä lisätietoja antaa teknologia-asiantuntija Heikki Hannula, 010 521
5857, Heikki.Hannula@tekes.fi

Kuvia

Planck-vastaanottimen tutkimuksiin liittyvää tutkimusta ja
-tutkimuslaitteita on mahdollisuus kuvata Millilab, VTT Tietotekniikassa.

Tiedustelut: tutkimusprofessori Jussi Tuovinen, MilliLab, VTT Tietotekniikka, puh. 040-5899132.

Uutta | Uutiset2001

VTT