kahdesti päivässä, seitsemänä päivänä viikossa, helmikuusta marraskuuhun viimeisen neljän vuoden ajan kaksi tutkijaa on kerrostanut itsensä lämpöalusvaatteilla ja päällysvaatteilla, fleecellä, flanellilla, tuplahanskoilla, pehmustetuilla haalareilla ja pöhöttyneillä punaisilla parkoilla, muumioimalla itseään, kunnes he näyttävät kaksosilta Michelin-miehiltä. Sitten he astuvat ulos ja vaihtavat tiedeaseman lämmön ja modernit mukavuudet (pöytäfutis, kuntosali, 24h-kahvila) 100 asteen Fahrenheit-piirteettömään maisemaan, joka on tasaisempi kuin Kansas ja yksi maapallon kylmimmistä paikoista. He vaeltavat pimeydessä miltei kilometrin, halki lumen ja jään tasangon, kunnes he näkevät, taustanaan enemmän tähtiä kuin yksikään kädet taskussa takapihalla tarkkailija on koskaan nähnyt, siluetti jättiläinen levy etelänavan teleskooppi, jossa he liittyvät maailmanlaajuinen yritys ratkaista mahdollisesti suurin arvoitus maailmankaikkeudessa, kunnes ne erottaa, taustaa vasten enemmän tähtiä kuin kukaan hands-in-pocket takapihalla tarkkailija on koskaan nähnyt, siluetti jättiläinen levy etelänavan teleskooppi, jossa he liittyvät maailmanlaajuinen yritys ratkaista mahdollisesti suurin arvoitus maailmankaikkeudessa: mistä suurin osa on tehty.

lajimme on tuhansien vuosien ajan tutkinut yötaivasta ja miettinyt, onko siellä mitään muuta. Viime vuonna juhlimme Galileon vastauksen 400-vuotispäivää: Kyllä. Galilei koulutti uutta laitetta, teleskooppia, taivaalle ja näki kohteita, joita kukaan muu ei ollut koskaan nähnyt: satoja tähtiä, vuoria kuussa, Jupiterin satelliitteja. Sen jälkeen olemme löytäneet yli 400 planeettaa muiden tähtien ympäriltä, 100 miljardia tähteä galaksissamme, satoja miljardeja galakseja omamme ulkopuolella, jopa heikkoa säteilyä, joka on alkuräjähdyksen kaiku.

nyt tutkijat arvelevat, että jopa tämä maailmankaikkeuden tuhlaileva väestönlaskenta saattaa olla yhtä vanhanaikainen kuin Galilein muinaisilta perimä viiden planeetan Kosmos. Tähtitieteilijät ovat koonneet todisteita siitä, että se, mitä olemme aina pitäneet todellisena Universumina—minä, sinä, tämä lehti, planeetat, tähdet, galaksit, kaikki avaruudessa oleva aine—edustaa vain 4 prosenttia siitä, mitä todellisuudessa on olemassa. Loput he kutsuvat, paremman sanan puutteessa, pimeäksi: 23 prosenttia on jotain, mitä he kutsuvat pimeäksi aineeksi, ja 73 prosenttia on jotain vielä salaperäisempää, jota he kutsuvat pimeäksi energiaksi.

”meillä on täydellinen luettelo maailmankaikkeudesta”, California Institute of Technologyn kosmologi Sean Carroll on sanonut, ”eikä siinä ole mitään järkeä.”

tiedemiehillä on joitakin käsityksiä siitä, mitä pimeä aine voisi olla—eksoottisia ja vielä hypoteettisia hiukkasia—mutta heillä ei ole aavistustakaan pimeästä energiasta. Vuonna 2003 National Research Council listasi ”What Is the Nature of Dark Energy?”yhtenä tulevien vuosikymmenten kiireellisimmistä tieteellisistä ongelmista. Raportin kirjoittaneen komitean johtaja, Chicagon yliopiston kosmologi Michael S. Turner, menee pidemmälle ja pitää pimeää energiaa ” koko tieteen syvällisimpänä mysteerinä.”

pyrkimys ratkaista se on saanut tähtitieteilijöiden sukupolven ajattelemaan uudelleen fysiikkaa ja kosmologiaa kilpailemaan ja ehkä ylittämään vallankumouksen, jonka Galilei aloitti eräänä syysiltana Padovassa. He alkavat ymmärtää syvää ironiaa: itse näkö on sokaissut meidät näkemään lähes koko maailmankaikkeuden. Ja tämän sokeuden tunnustaminen on vuorostaan innoittanut meitä kysymään, ikään kuin ensimmäistä kertaa: mikä on tämä Kosmos, jota kutsumme kodiksi?

tutkijat pääsivät 1970-luvulla yksimielisyyteen siitä, että maailmankaikkeudessa oli muutakin kuin miltä näyttää. Tietokonesimulaatioissa galaksistamme, Linnunradasta, teoreetikot havaitsivat, että keskus ei kestäisi—sen perusteella, mitä näemme siitä, galaksissamme ei ole tarpeeksi massaa pitämään kaikkea paikallaan. Kun se pyörii, sen pitäisi hajota, – jolloin siitä irtoaisi tähtiä ja kaasua joka suuntaan. Joko Linnunradan kaltainen kierteisgalaksi rikkoo painovoimalakeja, tai sitten siitä säteilevä valo—valtavista hehkuvista kaasupilvistä ja lukemattomista tähdistä—on epätarkka osoitus galaksin massasta.

mutta entä jos jokin osa galaksin massasta ei säteile valoa? Jos spiraaligalakseissa on tarpeeksi tällaista mysteerimassaa, ne saattavat hyvinkin noudattaa painovoiman lakeja. Tähtitieteilijät nimittivät näkymätöntä massaa ” pimeäksi aineeksi.”

”kukaan ei koskaan kertonut meille, että kaikki aine säteili”, Vera Rubin, tähtitieteilijä, jonka havainnot galaksien pyörimisestä antoivat todisteita pimeälle aineelle, on sanonut. ”Me vain oletimme, että se teki.”

pyrkimys pimeän aineen ymmärtämiseen määritteli suuren osan tähtitieteestä seuraavaksi kahdeksi vuosikymmeneksi. Tähtitieteilijät eivät ehkä tiedä, mitä pimeä aine on, mutta päättelemällä sen läsnäolosta he pystyivät tavoittelemaan uudella tavalla ikuista kysymystä: Mikä on maailmankaikkeuden kohtalo?

he tiesivät jo, että maailmankaikkeus laajenee. Vuonna 1929 tähtitieteilijä Edwin Hubble oli havainnut, että kaukaiset galaksit etääntyivät meistä ja että mitä kauemmaksi ne tulivat, sitä nopeammin ne näyttivät vetäytyvän.

Tämä oli radikaali ajatus. Sen mahtavan, ikuisesti muuttumattoman asetelman sijaan, jollaisena maailmankaikkeus kerran näytti, se oli todellisuudessa ajassa elävä, kuin elokuva. Kun laajenemiskuvaa kelataan taaksepäin, universumi saavuttaa lopulta äärettömän tiheyden ja energian tilan-jota tähtitieteilijät kutsuvat Alkuräjähdykseksi. Entä jos Kelaa eteenpäin? Miten tarina päättyisi?

maailmankaikkeus on täynnä ainetta, ja aine vetää painovoiman avulla puoleensa muuta ainetta. Tähtitieteilijät päättelivät, että kaiken tuon aineen keskinäisen vetovoiman täytyy hidastaa kaikkeuden laajenemista. Mutta he eivät tienneet, mikä lopputulos olisi. Olisiko gravitaatiovaikutus niin voimakas, että maailmankaikkeus lopulta venyttäisi tietyn etäisyyden, pysähtyisi ja kääntyisi, kuin ilmaan heitetty pallo? Vai olisiko se niin vähäinen, että kaikkeus karkaisi otteestaan eikä koskaan lakaisi laajenemasta, niin kuin raketti lähtisi maan ilmakehästä? Vai elimmekö suurenmoisen tasapainoisessa maailmankaikkeudessa, jossa gravitaatio takaa kultakutrisen laajenemisen, joka ei ole liian nopea eikä liian hidas—niin kaikkeus tulisi lopulta käytännöllisesti katsoen pysähtymään?

olettaen pimeän aineen olemassaolon ja gravitaatiolain olevan yleismaailmallinen, kaksi astrofyysikkojen ryhmää—toista johti Saul Perlmutter Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa ja toista Brian Schmidt Australian kansallisessa yliopistossa—lähtivät selvittämään maailmankaikkeuden tulevaisuutta. Koko 1990-luvun ajan kilpailevat joukkueet analysoivat tarkasti useita räjähtäviä tähtiä eli supernovia käyttäen näitä epätavallisen kirkkaita, lyhytikäisiä kaukaisia kohteita maailmankaikkeuden kasvun mittaamiseen. He tiesivät, kuinka kirkkaina supernovien pitäisi näkyä eri kohdissa maailmankaikkeutta, jos laajenemisnopeus olisi yhdenmukainen. Vertaamalla sitä, kuinka paljon kirkkaammilta supernovat todellisuudessa näyttäytyivät, tähtitieteilijät arvelivat voivansa päätellä, kuinka paljon maailmankaikkeuden laajeneminen hidastui. Mutta tähtitieteilijöiden yllätykseksi he huomasivat, etteivät supernovat olleet kirkkaampia-ja sen vuoksi lähempänä—kuin odotettiin, kun he katsoivat maailmankaikkeuden puoliväliin, kuuden tai seitsemän miljardin valovuoden päähän. Ne olivat himmeämpiä-eli etäisempiä. Molemmat joukkueet päättelivät, ettei maailmankaikkeuden laajeneminen ole hidastumassa. Se kiihtyy.

tämän löydön implisiittisyys oli merkittävä: se tarkoitti sitä, että vallitseva voima maailmankaikkeuden evoluutiossa ei ole gravitaatio. Se on…jotain muuta. Molemmat joukkueet julkistivat tuloksensa vuonna 1998. Turner antoi ”somethingille” lempinimen ”dark energy”. Se jäi. Siitä lähtien tähtitieteilijät ovat jahdanneet pimeän energian mysteeriä maan ääriin asti-kirjaimellisesti.

”Etelänavalla on maailman karuin ympäristö, mutta myös hyväntahtoisin”, sanoo William Holzapfel, Kalifornian yliopiston Berkeleyn astrofyysikko, joka toimi South Pole Telescopen (SPT) johtavana tutkijana paikan päällä, kun vierailin.

hän ei tarkoittanut säätä, vaikka joulun ja uudenvuodenpäivän välisellä viikolla—eteläisellä pallonpuoliskolla alkukesällä—aurinko paistoi kellon ympäri, lämpötilat olivat hädin tuskin miinuslukemissa (ja yhtenä päivänä jopa nollan tuntumassa) ja tuuli oli enimmäkseen Tyyntä. Holzapfel käveli National Science Foundationin Amundsen-Scott South Pole-asemalta (lumipallon heitto perinteiseltä seipään paikalta, joka on merkitty, Kyllä, tangolla) teleskoopille farkut ja juoksukengät jalassa. Eräänä iltapäivänä teleskoopin laboratoriorakennus lämpeni niin, että miehistö pönkitti oven auki.

mutta tähtitieteilijän näkökulmasta etelänapa muuttuu ”hyvänlaatuiseksi vasta, kun aurinko laskee ja pysyy alhaalla—maaliskuusta syyskuuhun.”

”kyse on puolen vuoden keskeytymättömästä datasta”, Holzapfel sanoo. 24 tunnin pimeydessä austral syksyn ja talven, teleskooppi toimii tauotta moitteettomissa olosuhteissa tähtitieteen. Ilmakehä on ohut (napa on yli 9 300 jalkaa merenpinnan yläpuolella, josta 9 000 on jäätä). Ilmakehä on myös vakaa, koska nousevan ja laskevan auringon lämmitys-ja jäähdytysvaikutukset puuttuvat; navalla on joitakin maapallon tyynimpiä tuulia, ja ne puhaltavat lähes aina samasta suunnasta.

kaukoputken kannalta ehkä tärkeintä on, että ilma on poikkeuksellisen kuivaa; teknisesti Etelämanner on aavikkoa. (Halkeilevat kädet voi kestää viikkoja parantua, ja hikoilu ei ole oikeastaan hygieniakysymys, joten rajoitus kaksi suihkua viikossa säästää vettä ei ole suuri ongelma. Kuten eräs tankoveteraani sanoi minulle: ”kun menet tullin läpi Christchurchiin, silloin tarvitset suihkun.”) SPT havaitsee mikroaallot, sähkömagneettisen spektrin osan, joka on erityisen herkkä vesihöyrylle. Kostea ilma voi absorboida mikroaaltoja ja estää niitä pääsemästä kaukoputkeen, ja kosteus lähettää omaa säteilyään, joka voitaisiin tulkita väärin kosmisiksi signaaleiksi.

näiden ongelmien minimoimiseksi mikroaaltoja ja submillimetriaaltoja analysoivat tähtitieteilijät ovat tehneet Etelänavasta toisen kodin. Heidän instrumenttinsa sijaitsevat pimeässä sektorissa, tiiviissä rakennusryppäässä, jossa valo ja muut sähkömagneettisen säteilyn lähteet pidetään mahdollisimman vähäisinä. (Lähellä ovat Hiljainen sektori, seismologian tutkimukseen, ja puhtaan ilman sektori, ilmastohankkeisiin.)

tähtitieteilijät haluavat sanoa, että saadakseen turmeltumattomat havainnointiolosuhteet, heidän täytyisi mennä ulkoavaruuteen—eksponentiaalisesti kalliimpi ehdotus, ja sellainen, jota NASA ei yleensä halua tavoitella, ellei tiedettä voida helposti tehdä maapallolla. (Pimeän energian satelliitti on ollut piirustuspöydällä ja sen ulkopuolella vuodesta 1999 lähtien, ja viime vuosi meni ”takaisin lähtöruutuun” erään Nasan neuvonantajan mukaan.) Ainakin maassa, Jos jokin laite menee vikaan, sinun ei tarvitse ottaa haltuun avaruussukkulaa korjataksesi sen.

Yhdysvallat on säilyttänyt ympärivuotisen läsnäolonsa navalla vuodesta 1956, ja nyt National Science Foundationin Yhdysvaltain Antarktis-ohjelma on saanut elämän siellä alas, no, tiede. Vuoteen 2008 asti asemalla sijaitsi geodeettinen kupoli, jonka kruunu näkyy edelleen lumen yläpuolella. Uusi tukiasema muistuttaa enemmän pientä risteilyalusta kuin syrjäistä etuvartioasemaa ja nukkuu yli 150, kaikki yksityisasunnoissa. Kahta kerrosta reunustavien aukkojen läpi voi katsella yhtä hypnoottisen tasoista horisonttia kuin mikä tahansa valtameri. Uusi asema nojaa hisseihin, jotka lumen kerääntyessä mahdollistavat sen nostamisen kaksi täyttä kerrosta ylöspäin.

lumisade tällä erittäin kuivalla alueella voi olla vähäistä, mutta se, mikä puhaltaa mantereen reunoilta, voi silti sotkea, luoden yhden arkisemmista tehtävistä SPT: n winter-over-miehistölle. Kerran viikossa pimeinä kuukausina, kun aseman asukasluku kutistuu noin 50: een, kahden paikan päällä olevan SPT-tutkijan on kiivettävä teleskoopin 33 metriä leveään mikroaaltoastiaan ja lakaistava se puhtaaksi. Teleskooppi kerää dataa ja lähettää sen kaukaisten tutkijoiden työpöydille. Nämä kaksi ”talviuniversiota” viettävät päivänsä myös datan parissa analysoiden sitä kuin he olisivat kotona. Mutta kun teleskooppi osuu häiriöön ja hälytys heidän kannettavissaan soi, heidän täytyy selvittää, mikä ongelma on—nopeasti.

”tunnin seisonta-aika on tuhansia dollareita menetettyä tarkkailuaikaa”, sanoo Keith Vanderlinde, yksi vuoden 2008 kahdesta Talvivaarasta. ”Aina on pieniä asioita. Tuuletin menee rikki, koska siellä on niin kuivaa, että voitelu katoaa. Sitten tietokone ylikuumenee ja sammuu, ja yhtäkkiä olemme alhaalla, emmekä tiedä miksi.”Siinä vaiheessa ympäristö ei ehkä sittenkään näytä niin ”hyväntahtoiselta”. Maaliskuusta lokakuuhun ei lennetä etelänavalle tai sieltä pois (lentokoneen moottoriöljy gelatinisoituisi), joten jos Talvivaara ei saa korjattua sitä, mikä on rikki, se pysyy rikkinäisenä-mitä ei ole vielä tapahtunut.

useimpia tieteitä enemmän tähtitiede riippuu näköaistista; ennen kuin tähtitieteilijät voivat hahmottaa koko maailmankaikkeuden uudelleen, heidän on ensin keksittävä, miten pimeät osat hahmotetaan. Pimeän aineen tietäminen auttaisi tutkijoita miettimään, miten maailmankaikkeuden rakenne muodostuu. Tietäminen, mitä pimeä energia tekee, auttaisi tutkijoita miettimään, miten tuo rakenne on kehittynyt ajan myötä—ja miten se kehittyy jatkossakin.

tutkijoilla on pari ehdokasta pimeän aineen koostumuksesta—hypoteettisista hiukkasista, joita kutsutaan neutriinoiksi ja aksioneiksi. Pimeälle energialle haasteena on kuitenkin selvittää, mitä se on, mutta millaista se on. Erityisesti tähtitieteilijät haluavat tietää, muuttuuko pimeä energia avaruudessa ja ajassa vai onko se jatkuvaa. Yksi tapa tutkia sitä on mitata niin sanottuja baryoniakustisia värähtelyjä. Kun maailmankaikkeus oli vielä lapsenkengissään, vain 379000 vuotta vanha, se jäähtyi riittävästi, jotta baryonit (protoneista ja neutroneista koostuvat hiukkaset) erottuivat fotoneista (valopaketeista). Tämä ero jätti jälkeensä muistijäljen-jota kutsutaan kosmiseksi mikroaaltotaustaksi-joka voidaan havaita vielä nykyäänkin. Se sisältää ääniaaltoja (”acoustic oscillations”), jotka kiersivät läpi vauvauniversumin. Näiden värähtelyjen huiput edustavat alueita, jotka olivat hieman muuta maailmankaikkeutta tiheämpiä. Ja koska aine vetää Materiaa puoleensa painovoiman avulla, nuo alueet kasvoivat yhä tiheämmiksi maailmankaikkeuden vanhetessa ja yhtyivät ensin galakseiksi ja sitten galaksijoukoiksi. Jos tähtitieteilijät vertaavat alkuperäistä kosmista taustavaihtelua galaksien jakautumiseen maailmankaikkeuden historian eri vaiheissa, he voivat mitata maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta.

toinen lähestymistapa pimeän energian määrittelyyn liittyy gravitaatiolinssiksi kutsuttu menetelmä. Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaan avaruuden halki kulkeva valonsäde näyttää taipuvan aineen vetovoiman vuoksi. (Oikeastaan avaruus itsessään taipuu, ja valo vain kulkee mukana kyydissä.) Jos kaksi galaksijoukkoa on saman näköyhteyden varrella, etualan tähtijoukko toimii linssinä, joka vääristää taustajoukosta tulevaa valoa. Tämä vääristymä voi kertoa tähtitieteilijöille etualan tähtijoukon massan. Ottamalla näytteitä miljoonista galakseista eri puolilla maailmankaikkeutta tähtitieteilijöiden pitäisi pystyä arvioimaan, millä nopeudella galaksit ovat ajan mittaan ryhmittyneet, ja tämä nopeus vuorostaan kertoo heille, kuinka nopeasti maailmankaikkeus laajeni historiansa eri kohdissa.

etelänavan teleskooppi käyttää kolmatta tekniikkaa, kahden neuvostoliittolaisen fyysikon mukaan nimettyä Sunjajev-Zel ’ dovich-ilmiötä, joka ammentaa kosmisesta mikroaaltotaustasta. Jos jälkimmäisen fotoni vuorovaikuttaa klusterin kuuman kaasun kanssa, se kokee pienen energian lisääntymisen. Tämän energian havaitseminen antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden kartoittaa näitä klustereita ja mitata pimeän energian vaikutusta niiden kasvuun koko maailmankaikkeuden historian ajan. Niin ainakin toivotaan. ”Monet ihmiset yhteisössä ovat kehittäneet mielestäni terveen skeptisyyden. He sanovat, että hienoa, mutta näyttäkää rahat”, Holzapfel sanoo. ”Ja uskon, että vuoden tai kaksi, olemme asemassa, joka voi tehdä sen.”

SPT—ryhmä keskittyy galaksijoukkoihin, koska ne ovat maailmankaikkeuden suurimpia rakenteita, jotka koostuvat usein sadoista galakseista-ne ovat miljoona miljardia kertaa Auringon massaisia. Pimeän energian työntäessä universumia laajenemaan galaksijoukkojen on vaikeampi kasvaa. Ne etääntyvät toisistaan, ja maailmankaikkeudesta tulee kylmempi ja yksinäisempi.

Galaksijoukot ”ovat rakenteeltaan vähän kuin Kanariansaaret hiilikaivoksessa”, Holzapfel sanoo. Jos pimeän aineen tiheys tai pimeän energian ominaisuudet muuttuisivat, klusterien runsaus ” muuttuisi ensimmäisenä.”Etelänavan teleskoopin pitäisi pystyä jäljittämään galaksijoukkoja ajan myötä. ”Voitte sanoa:’ niin monta miljardia vuotta sitten, kuinka monta rykelmää oli olemassa, ja kuinka monta niitä on nyt?”sanoo Holzapfel. ”Ja vertaa niitä ennustuksiisi.”

silti kaikissa näissä menetelmissä on varoitus. He olettavat, että ymmärrämme riittävästi painovoimaa, joka ei ole vain pimeää energiaa vastustava voima, vaan se on ollut fysiikan perusta viimeiset neljä vuosisataa.

kaksikymmentä kertaa sekunnissa Sacramenton vuoristossa New Mexicossa korkealla oleva laser tähtää valopulssin Kuuhun 239 000 kilometrin päähän. Säteen kohde on yksi kolmesta matkalaukun kokoisesta heijastimesta, jotka Apollo-astronautit istuttivat Kuun pinnalle neljä vuosikymmentä sitten. Säteen fotonit kimpoavat peilistä ja palaavat New Mexicoon. Edestakaisen matkan kokonaisaika: 2,5 sekuntia, enemmän tai vähemmän.

että ”enemmän tai vähemmän” tekee kaiken eron. Ajoittamalla valonnopeuden matkan Apache Point Observatory Lunar Laser-ranging Operationin (APOLLO) tutkijat voivat mitata maan ja kuun välisen etäisyyden hetki hetkeltä ja kartoittaa Kuun kiertoradan erittäin tarkasti. Kuten apokryfisessä tarinassa, jossa Galilei pudottaa palloja Pisan kaltevasta tornista testatakseen vapaapudotuksen universaalisuutta, APOLLO kohtelee maata ja Kuuta kuin kahta palloa, jotka putoavat auringon gravitaatiokenttään. Mario Livio, astrofyysikko Space Telescope Science Institutessa Baltimoressa, kutsuu sitä ” aivan uskomattomaksi kokeeksi.”Jos Kuun kiertoradalla ilmenee pienikin poikkeama Einsteinin ennustuksista, tiedemiehet saattavat joutua miettimään uudelleen hänen yhtälöitään—ja ehkä jopa pimeän aineen ja pimeän energian olemassaoloa.

”toistaiseksi Einstein kestää”, sanoo yksi Apollon johtohavaitsijoista, tähtitieteilijä Russet McMillan, kun hänen viisivuotinen projektinsa ohittaa puolivälin.

vaikka Einstein ei olisi pitävä, tutkijoiden olisi ensin poistettava muut mahdollisuudet, kuten virhe maan, kuun tai Auringon massan mittauksessa, ennen kuin he myöntävät, että yleinen suhteellisuusteoria vaatii korjaamista. Silti tähtitieteilijät tietävät, että he pitävät painovoimaa itsestään selvänä omalla vastuullaan. He ovat päätelleet pimeän aineen olemassaolon sen gravitaatiovaikutusten vuoksi galakseihin, ja pimeän energian olemassaolon sen gravitaatiovaikutusten vuoksi maailmankaikkeuden laajenemiseen. Entä jos näiden kaksosten päätelmien taustalla oleva oletus-että tiedämme, miten painovoima toimii-on väärä? Voiko maailmankaikkeutta koskeva teoria selittää todisteet vielä oudommalla tavalla kuin pimeää ainetta ja pimeää energiaa sisältävä teoria? Sen selvittämiseksi tutkijat testaavat painovoimaa paitsi koko universumissa, myös pöytätasanteella. Viime aikoihin asti fyysikot eivät olleet mitanneet painovoimaa hyvin lähietäisyydeltä.

”Astonishing, isn’ t it?”sanoo Eric Adelberger, useiden painovoimakokeiden koordinaattori Washingtonin yliopiston laboratoriossa Seattlessa. ”Mutta ei olisi hämmästyttävää, jos yrittäisit tehdä sen” – jos yrittäisit testata painovoimaa alle millimetrin etäisyyksillä. Painovoiman testaamisessa ei ole kyse vain kahden kappaleen asettamisesta lähelle toisiaan ja niiden välisen vetovoiman mittaamisesta. Kaikenlaiset muut asiat voivat vaikuttaa painovoimaan.

”täällä on metallia”, Adelberger sanoo ja osoittaa lähellä olevaa soitinta. ”Tuolla on kukkula” – vilkuttaa kohti jossain kohtaa laboratoriota ympäröivän betoniseinän ohi. ”Tuolla on järvi.”On myös pohjaveden taso maaperässä, joka muuttuu joka kerta, kun sataa. Sitten on maan pyörimisliike, Auringon sijainti, pimeä aine galaksimme ytimessä.

kuluneen vuosikymmenen aikana Seattlen ryhmä on mitannut kahden kappaleen vetovoiman yhä pienemmillä etäisyyksillä, aina 56 mikroniin asti (eli 1/500 tuumaa), vain varmistaakseen, että Einsteinin gravitaatiota koskevat yhtälöt pitävät paikkansa myös lyhyimmillä etäisyyksillä. Toistaiseksi on.

mutta Einsteinkin ymmärsi, ettei hänen yleinen suhteellisuusteoriansa täysin selittänyt kaikkeutta. Hän vietti viimeiset 30 vuotta elämästään yrittäen sovittaa yhteen hänen fysiikan erittäin suuri ja fysiikan hyvin pieni-kvanttimekaniikka. Hän epäonnistui.

teoreetikot ovat keksineet kaikenlaisia mahdollisuuksia yrittäessään sovittaa yhteen yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan: rinnakkaisuniversumit, törmäävät universumit, kuplauniversumit, universumit, joilla on ylimääräisiä ulottuvuuksia, universumit, jotka ikuisesti lisääntyvät, universumit, jotka pomppivat Alkuräjähdyksestä Alkuräjähdykseen ja Alkuräjähdykseen.

Adam Riess, tähtitieteilijä, joka teki yhteistyötä Brian Schmidtin kanssa pimeän energian löytämisessä, sanoo katsovansa joka päivä Internet-sivustoa (xxx.lanl.gov/archive/astro-ph), jossa tutkijat lähettävät analyysejään nähdäkseen, mitä uusia ideoita on olemassa. ”Suurin osa on aika sekopäisiä”, hän sanoo. ”Mutta on mahdollista, että joku esittää syvällisen teorian.”

kaikissa edistysaskeleissaan tähtitiede osoittautuu toimineen virheellisen, joskin järkevän olettamuksen alla: mitä näet, on mitä saat. Nyt tähtitieteilijöiden on sopeuduttava siihen ajatukseen, että maailmankaikkeus ei ole meidän juttumme—suuressa kokonaisuudessa lajimme ja planeettamme ja galaksimme ja kaikki mitä olemme koskaan nähneet ovat, kuten teoreettinen fyysikko Lawrence Krauss Arizonan osavaltionyliopistosta on sanonut, ”hieman saastetta.”

silti kosmologit eivät yleensä lannistu. ”Todella kovat ongelmat ovat suuria”, sanoo Michael Turner, ” koska tiedämme, että ne vaativat hullun uuden idean.”Kuten Andreas Albrecht, kosmologi Kalifornian yliopistossa Davisissa, sanoi äskettäisessä konferenssissa pimeästä energiasta: ”Jos asettaisit tieteen historian aikajanan eteeni ja voisin valita minkä ajan ja alan tahansa, haluaisin olla täällä.”

Richard Panek kirjoitti Einsteinista Smithsonianille vuonna 2005. Hänen kirjansa pimeästä aineesta ja pimeästä energiasta ilmestyy vuonna 2011.