Suurest Paugust Aadamani

1/2009 Ermo Jürma, endine füüsik

Kolmekuningapäev aasta algul suunab meie mõtteid hommikumaa tarkadele, kes taevas nähtud tähe juhatusel tulid Petlemma vastsündinud kuningat kummardama. Teaduse ja usu seosed – tarkade teekond Jeesuse juurde – on pakkunud järelemõtlemist kõigil aegadel. Alljärgnev Piibli loomispäevade ja tänaste teadlaste vaadete põgus kõrvutamine on allakirjutanu refereering tema kohtumistelt endiste kolleegidega.

.

Kahekümnes sajand muutis kardinaalselt inimkonna ettekujutusi nii meid otseselt ümbritseva maailma kui ka kogu universumi ehitusest. Alles 50 aastat tagasi oli teadusringkondade seisukoht universumi tekke ja vanuse küsimuses klassikaliselt aristoteleslik – maailm ei saa olla tekkinud, vaid ta peab olema eksisteerinud igavesti, sest midagi ei saa tekkida mitte millestki.

See vaade on aga üsna põrmu varisenud – endast lugupidavad teadlased ei kahtle enam maailma tekkimises niinimetatud Suure Paugu läbi. Esimeses Moosese raamatus kirjutatakse, kuidas Jumal lõi taeva ja maa kuue päevaga – see loomispilt on osutunud äkitselt (viimase paarikümne aasta jooksul) kõnekaks uue nurga alt.

Vaatamata Suure Paugu laialdasele tunnustamisele jätkub konflikte teadlaste arusaamade ja Moosese poolt kirjeldatu vahel. Küsimusi on ka seoses Piibli kahe esimese peatükiga, mis räägivad maailma loomisest ja lõpevad Aadamaga. Samas on arheoloogia ja ajalooteadus tänapäeval juba nii kaugele arenenud, et Piiblis kirjeldatud hilisemate sündmuste tausta ajaloolisus (Egiptuse vaaraod, Assüüria ja Babüloonia valitsejad, linnad Uur, Jeeriko jne) ei tekita enam suurt vaidlust.

Kui vana on meie Maa?

Piibli põhjal on maailma vanust arvutatud palju kordi. 18. saj keskel arvutas peapiiskop James Ussher, et maailm loodi 28. oktoobril 4004. eKr. Tema kaasaegne, prantsuse loodusteadlane Georges Buffon oli veendunud, et Maa on vähemalt 100000 aastat vana. Sada aastat hiljem arvasid geoloogid, et Maa vanus võib ulatuda miljonitesse aastatesse. 19. saj mõjukamaid füüsikuid Thomson Kelvin leidis, et Maa koor pidi olema sulavas olekus sajad miljonid aastad tagasi. Ernest Rutherfordi poolt kasutusele võetud radioaktiivse lagunemise kiiruse meetodiga arvutatakse Maa vanuseks 4 kuni 5 miljardit aastat.

Aeg ja vanus on suhtelised

Ajaga seotud ettekujutused muutusid keerukamaks 20. saj alguses seoses Albert Einsteini avastatud relatiivsusteooriaga. Selle põhjal pole aeg midagi absoluutset. Aeg universumi eri paigus ei „voola" sugugi sama kiirusega, vaid seda mõjutavad kaks olulist aspekti: objekti enda kiirus ja tema mass.

Kui me vaatame tähistaevasse ja meie silma langeb valgus (footon), siis see konkreetne valgusfooton võib olla miljardeid aastaid läbi universumi lennanud. Footoni enda seisukohalt langes ta meie silma aga oma tekkehetkel.

Relatiivsusteooria järgi on aja vool suurte gravitatsiooniliste objektide juures aeglasem. Kell, mis asuks Päikesel, jääks aasta jooksul Maal asuvast kellast maha terve minuti võrra. Aga peale selle on universum täis niinimetatud „musti auke" (neid on minimaalselt 100 miljardit), mille mass on kujuteldamatult suur ja aja vool on seal väga aeglane või praktiliselt peatunud. Nii on universumis lugematu arv kohti, kus üks päev sealses ajas tähendaks Maa ajas miljardeid aastaid.

Kell, mis asuks Päikesel, jääks aasta jooksul Maal asuvast kellast maha terve minuti võrra.

Rääkides universumi vanusest saame meie lähtuda vaid omaenese vaatepunktist – aja praeguse voolamise kiirusest Maal. Kuid see ei tarvitse ju kajastada kogu tegelikkust. Universumi vanust peaks määratlema ehk lähtudes mitte Maa, vaid hoopis universumi vaatepunktist. Võib-olla on ka Piiblis maailma loomist kirjeldades peetud silmas viimast seisukohta ja alles Aadamast alates „kolib" Mooses oma ajaskaalaga Maa peale.

Universumi koostis

Veel paarkümmend aastat tagasi arvas teadusmaailm, et universum koosneb täielikult tavalisest füüsilisest mateeriast. Praeguseks on selge, et see mida me näeme (planeedid, tähed, galaktikad), moodustab universumi kogumassist ainult 4 %. Ülejäänu on niinimetatud varjatud aine, mille olemuse kohta ei osata midagi täpsemat öelda. Tegelikult on aga pilt veelgi kirjum: universumi kõige suurem koostisosa on hoopis energia, täpsemini varjatud energia. Meie universum koostis näeks ligikaudu välja selline: 73% varjatud energiat, 23% varjatud massi ja vaid 4% tavalist ainet.

Energiat ja massi seob omavahel Einsteini kuulus valem: E = mc2, kus E on energia, m on mass ja c2 on valguse kiiruse ruut. Kuna viimane on väga suur arv (3 x 1016), siis on näha, kui tohutu energia on peidus juba aine väikeses koguses (sellel põhimõttel töötavadki aatomi-elektrijaamad, kus tuumareaktsiooni tulemusena väike osa ainest muundub energiaks).

Praeguse ettekujutuse põhjal koosnes universum algul ainult energiast ettekujuteldamatult kõrgel temperatuuril (1032 K). Suure Paugu järel tõi universumi paisumine kaasa tema jahtumise, sama kogus energiat jaotus järjest suurema ruumala peale. Seejuures "sadenes" energiast välja aine, protsess, mis teatud temperatuuril lakkas. Kui hiiglaslik pidi olema aga Suure Paugu energia, et tekitada kogu universumi mass (nii nähtav kui nähtamatu)!

Seni arvati, et Suure Paugu poolt tekitatud galaktikate paisumine aeglustub ja kogu maailm kukub ükskord tagasi algusesse. 1998. aastal leidsid astronoomid, et universum paisub aga järjest kiirenevalt – mingi tohutu ja meile tundmatu jõud (antigravitatsioon) paiskab galaktikaid üksteisest eemale järjest kiiremini. See oli teadlastele ootamatu tulemus.

Kosmiline foonikiirgus – universumi kell

Peale selle, et valgus asub piltlikult öeldes väljaspool aega (sellest vaatekohast ta nagu ei kuulukski meie maailma), on tal ka omadus olla korraga nii osake kui laine. Viimane aspekt lubabki teda kasutada kosmilise universaalkellana. 1965. aastal avastasid Arno A. Penziase ja Robert W. Wilson niinimetatud kosmilise foonikiirguse, millega on täidetud kogu universum. Selle temperatuur on ligikaudu miinus 2700C. Selle kiirguse olemus on seotud Suure Paugu kajaga – universumi tekkimise algne elektromagnetkiirgus on paisumisel „jahtunud" sellise temperatuurini.

Selle kiirguse sagedus määrab kella „tiksumise kiiruse" tänases universumis. Need kaks temperatuuri erinevad teineteisest neli triljonit korda. Just niipalju on ka muutunud kellade tiksumise sagedused võrreldes Suure Paugu ja praeguse ajaga. Kui Suure Paugu keskmes mööduks üks päev, siis meil mööduks neli triljonit päeva ehk peaaegu 11 miljardit aastat. Kuid samal ajal oli esimese päeva (aga ka teiste päevade) lõpus universumi tohutu mass (3 x 1055 g) koondunud veel suhteliselt väikesesse ruumi. Eelpool me nägime, et suurte masside läheduses voolab aeg aeglasemalt.

Iga universumi paisumise päevaga muutus tema kell üha rohkem sarnaseks meie praeguse Maa kellaga. Iga kord, kui universum oli paisunud kaks korda suuremaks, oli ka tema kell muutunud kaks korda aeglasemaks. Samas aga aeg, mis kulub paisumiseks iga järgmise kahekordistumise korral, kasvab eksponentsiaalselt.

Tänapäeval hinnatakse universumi vanuseks 14-16 miljardit aastat. See vanus on seotud tänase vaatlejaga Maal. Kuid nagu me eelnevalt viidatud, Mooses tõenäoliselt ei kasuta seda maist, ajas tagasi suunatud vaatepunkti, vaid hoopis ajas edasi vaatavat lähtekohta, alustades Suurest Paugust ehk kõige algusest.

Moosese poolt kirjeldatud loomispäevade ja meie praeguse ajaskaala seost on lihtsustatult püütud kombineerida alljärgnevalt:

Päev üks = 8 miljardit aastat – algab 16 ja lõpeb 8 miljardit aastat tagasi;

teine päev = 4 miljardit aastat – algab 8 ja lõpeb 4 miljardit aastat tagasi;

kolmas päev = 2 miljardit aastat – algab 4 ja lõpeb 2 miljardit aastat tagasi;

neljas päev = 1 miljard aastat – algab 2 ja lõpeb 1 miljard aastat tagasi;

viies päev = 0.5 miljardit aastat – algab 1 ja lõpeb 0.5 miljardit aastat tagasi;

kuues päev = 0.25 miljardit aastat – algab 500 ja lõpeb 250 miljonit aastat tagasi.

Kõik kuus loomispäeva kokku võrduks siis 15.75 miljardi aastaga. See number on üllatavalt lähedane meie praegusele ettekujutusele universumi vanusest.

Kõik kuus loomispäeva kokku võrduks siis 15.75 miljardi aastaga.

Piiblis pole (lahti) kirjutatud enamikke asju (aatomitest kuni galaktikateni) siin maailmas. Neid valdkondi tuleb inimkonnal õppida tundma omal käel üht või teist teed mööda. Piiblis on meile aga „mõne pintslitõmbega" (16 miljardit aastat maailma arengut on kirjeldatud ainult paarisaja sõnaga) visandatud pilt kõige olulisemast, mida inimene vajab, et teada, kuidas on maailm tekkinud, kes on selle loonud ja mida peaks inimene selles maailmas tegema.