Suomalaistutkijat aikovat tehdä Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratoriossa kokeen, jonka avulla etsitään tietoa mustan aukon ja eritoten sen ns. tapahtumahorisontin ominaisuuksista. Onnistuessaan koe olisi ensimmäinen laatuaan maailmassa.
Musta aukko on massan luhistuma, jossa massa on pienessä tilassa yhdessä pisteessä. Painovoima estää kaiken materian pääsyn ulos tästä pisteestä, jopa valon. Piste eli singulariteetti on matemaattinen äärettömyyskäsite.
"Nykyfysiikalla ei ole vastausta siihen, missä muodossa aine on mustan aukon sisällä ja mitä sille on tapahtunut", kertoo akatemiaprofessori Matti Krusius.
Tapahtumahorisontti puolestaan on se äärimmäinen raja mustan aukon ympärillä, jonka sisältä valo ei pääse enää karkaamaan ulos. Ulkoa lähestyvän valonsäteen kohtalo vaihtelee riippuen sen tulokulmasta: säde voi joutua mustaan aukkoon tai selviytyä sen ohitse.
Materiaa ahmivaa mustaa aukkoa ei Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratorioon Espooseen loihdita, joten kenelläkään ei ole syytä huoleen. Sen sijaan halutaan luoda olosuhteet, jotka muistuttavat mustan aukon tapahtumahorisontin käyttäytymistä. Mallinnuksen yrittäminen on mahdollista parin kolmen vuoden kuluessa.
Supraneste liikkeelle
Kokeessa jäähdytetään ensin nestemäinen helium supranesteeksi, joka poikkeaa tavanomaisista nesteistä siinä, että se virtaa ilman kitkaa. Jos supraneste saadaan jollain konstilla virtaamaan, se virtaa loputtomiin samalla nopeudella.
Mustan aukon tapahtumahorisontin käyttäytymistä yritetään matkia asettamalla astiaan kahtena kerroksena supranestettä. Astia pannaan pyörimään, ja tapahtumahorisontin mallintaminen perustuu nesteiden välisen rajapinnan aaltoiluun.
Tietyllä kriittisellä nopeudella rajapinta ei enää pysy vakaana, vaan muuttuu aaltoilevaksi. Kun supranestekerros pienennetään tarpeeksi ohueksi, muuttuu rajapinnan aaltoilua kuvaava tarkastelu samankaltaiseksi kuin mustaan aukkoon syöksyvän aineen tapahtumahorisontin ympäristössä.
Erilaisia tapahtumahorisontin laboratoriomalleja on suunniteltu jo parin vuosikymmenen ajan, mutta toistaiseksi tuloksetta. Supranestevirtauksiin perustuva uusi mallikoe näyttää tällä hetkellä lupaavimmalta.
Koetta suorittaa tutkimusryhmä, johon Krusiuksen lisäksi kuuluvat tohtori Vladimir Eltsov ja dipl. ins. Antti Finne. Koesuunnitelma perustuu tutkimusryhmän aiempiin mittauksiin, joiden pohjalta prof. Grigori Volovik on kehittänyt supranestevirtauksiin perustuvan mustan aukon tapahtumahorisontin matemaattisen mallin.