Kellot saavat sekunnin lisää 31. joulukuuta 2016 kello 24:00:00 Lontoon aikaa. Kuva: LAWRENCE LAWRY SCIENCE PHOTO LIBRARY
Koordinoidun yleisajan eli UTC-ajan ero maapallon pyörimiseen nähden viime vuosina. Kuvion pystysuorat viivat johtuvat juuri karkaussekunneista. Vasemmassa pystypilarissa sekunnin osat. Kuva: Wikipedia

Sekunteja on lisätty tai poistettu lyhimmillään kuuden kuukauden välein vuodesta 1972. Pisimmillään rukkausten välissä on eletty seitsemän vuotta.

Vuoden loppuun liitetään ”karkaussekunti”. Niinpä kellot saavat sekunnin lisää 31. joulukuuta 2016 kello 24:00:00. Näin käy tähän aikaan Lontoossa.

Sekunti lisätään koordinoituun yleisaikaan, jonka lyhenne on UTC. Se on maapallon tarkka aika, jota lasketaan useilla atomikelloilla. UTC-aikaa mitataan Lontoon ajassa, koska siellä perustettiin aikoinaan maailman aikavyöhykkeet.

Lontoossa sekunti lisätään aikaan juuri keskiyöllä. Muualla sekunti rukataan kelloihin samaan aikaan, mutta oman aikavyöhykkeen mukaan.

Koska Suomen aika on Lontoota kaksi tuntia edellä, saa Suomi oman lisäsekuntinsa uutena vuonna aamuyöllä kello 2:00:00.

Karkaussekunnin syy on se, että maapallon pyörimisestä mitattu aika ja atomikelloilla mitattu UTC-aika halutaan pitää lähellä toisiaan.

Historiallisesti aikaa on mitattu keskiarvolla, joka perustuu Maan pyörimiseen suhteessa muihin taivaankappaleisiin. Tämän ajan pituus kuitenkin vaihtelee esimerkiksi Kuun vuorivesivoimien ja Maan massapisteiden muutosten mukaan.

Atomikellot tuotiin tähän viitekehykseen 1950-luvulla. Maapallon pyörimisen muutoksia ei voi ennustaa. Siksi atomikellot ovat paljon luotettavampi keino mitata aikaa.

Laskujen mukaan maapallon pyöriminen hidastuu 1,5–2 millisekuntia päivässä verrattuna atomiaikaan, joka on riippumaton maapallon pyörimisestä akselinsa ympäri.

Näiden kahden ajan eroa seuraa ranskalainen järjestö Iers. Joskus tarvitaan yksi sekunti pois tai yksi lisää. Kun sekunteja rukataan, koordinoitu yleisaika UTC ja maapallon pyörimisestä mitattu aika pysyvät aina alle 0,9 sekunnin päässä toisistaan.

Sekunteja on lisätty jo 26 kertaa vuodesta 1972. Lyhimmillään niitä on lisätty kuuden kuukauden välein. Pisin väli kellojen rukkaamisessa on ollut seitsemän vuotta.

Viimeksi sekunteja on muutettu 30. kesäkuuta 2015, sitä ennen vuonna 2012. Suomessa sekunnin siirrosta vastaa Mittatekniikan keskus Mikes.

Maan pyörimistä mitataan nykyään tarkkailemalla avaruuden etäisten kohteiden liikettä verrattuna maapalloon.

Nämä havainnot osoittavat, että noin 500–750 päivässä Maan kiertoajan ja atomiajan eroksi tulee nyt lisättävä yksi sekunti.

Sekunnintarkkaa aikaa tarvitaan esimerkiksi satelliittien gps-paikannuksessa. Myös tietokoneiden ajan on oltava tarkka.

Tietokoneiden ohjelmissa on siksi jouduttu varautumaan siihen, että vuorokauden pituus voi olla 86 399, 86 400 tai 86 401 sekuntia.

Maapallon laajuinen virtuaalikaukoputki tähdätään Linnunradan ytimeen.

Mustia aukkoja ei ole koskaan nähty, mutta kansainvälinen tähtitieteilijöiden ryhmä aikoo ensi kuussa korjata tilanteen.

Ryhmä yrittää 5.–14. huhtikuuta ottaa historian ensimmäisen kuvan mustan aukon tapahtumahorisontista. Tämä on se raja, jonka sisäpuolelta mikään – ei edes valo – pääse karkaamaan.

Astronimit yhdistävät monta eri puolilla maailmaa sijaitsevaa kaukoputkea maapallon kokoiseksi virtuaalikaukoputkeksi. Se suunnataan kohti Sagittarius A:ta, Linnunradan keskustassa lymyävää mustaa aukkoa, kertoo Bathin yliopiston Carole Mundell The Conversation -julkaisussa.

Näihin asti mustia aukkoja on havainnoitu vain epäsuorasti. Mustan aukon olemassaolon kavaltavat muun muassa lähellä olevat tähdet, joiden liikkeisiin sen painovoima vaikuttaa. Lisäksi musta aukko nielee ainetta ympäristöstään, ja samalla ulos sinkoutuu lähes valon nopeudella purkautuvia kaasusuihkuja, jotka voidaan havaita.

Uusin menetelmä painovoima-aaltojen tarkkailu. Viime vuoden alussa Ligo-laitteet havaitsivat ensimmäisen kerran kahden mustan aukon yhteen sulautumisen matkaan saattamia painovoima-aaltoja.

Nyt musta aukko halutaan nähdä. Tapahtumahorisonttiteleskooppi EHT:ssä on mukana yhdeksän eri observatorion laitteet eri puolilta maailmaa aina Etelämantereelta Espanjaan ja Chilestä Havaijille.

Kuvauksen kohde Sagittarius A vastaa massaltaan noin neljää miljoonaa aurinkoa. Mustan aukon ympärillä on niin sanottu kertymäkiekko pölyä ja kaasua. EHT:llä yritetään nähdä siitä lähtevän valo.

Näky ei olisi kiekkomainen vaan muistuttaisi sirppiä, koska mustan aukon painovoima vääristää valon kulkua, ennustaa Mundell.

Tätä kirkkaana hohtavaa taustaa vasten tutkijat toivovat näkevänsä myös tapahtumahorisontin varjon.

Mustan aukon ja Maan välissä on näkymää sumentamassa kaasua ja pölyä. EHT-teleskoopilla saavutetaan kuitenkin sellainen tarkkuus, että 26000 valovuoden päässä oleva musta aukko pitäisi saada näkyviin. Tarkkuus vastaa sitä, että voisimme Maasta nähdä Kuussa viinirypäleen.

Jos tukijat pääsevät katsomaan mustaa aukkoa niin läheltä kuin he toivovat, he voivat saada vastauksia moniin mustia aukkoja koskeviin kysymyksiin, kuten siihen, miten mustat aukot oikeastaan nielevät ainetta ympäristöstään.

Musta aukko on massaltaan yli miljardin auringon luokkaa.

Tähtitieteilijät ovat löytäneet jättimäisen mustan aukon, jonka painovoima-aallot ovat potkaisseet paikaltaan galaksin ytimestä. Tämä on Nasan Goddard-avaruuskeskuksen tutkijoiden mukaan vahvin selitys musta aukon oudolle sijainnille ja liikkeelle.

Irrallaan vaeltavien mustien aukkojen on aiemminkin epäilty joutuneen samalla tavalla sysätyksi galaksistaan. Oletusta ei ole kuitenkaan voitu varmistaa.

Nyt tähtitieteilijät pitävät hyvin todennäköisenä, että heidän Hubble-avaruuskaukoputkella paikantamansa musta aukko on kokenut tällaisen kohtalon.

Jotta miljardin auringon massaisen mustan aukon voi sysätä liikkeelle, tarvitaan valtavaa energiaa. Sitä tarvittaisiin sadan miljoonan supernovan eli tähden räjähdyksen vapauttama määrä.

Tällainen voima voi syntyä, kun kaksi erikokoista mustaa aukkoa törmää ja sulautuu yhdeksi.

Yhtyvät musta aukot kieppuvat ensin toistensa ympäri. Ne panevat avaruuden väreilemään painovoima-aalloista samaan tapaan kuin lammen pinta väreilee siihen heitetyn kiven jäljiltä.

Kun sulautuvat mustat aukot ovat erikokoisia, niiden liikkeelle lähettämät painovoima-aallot ovat voimakkaampia jossakin suunnassa. Tällaisten aukkojen sulauduttua yhdeksi vielä massiivisemmaksi mustaksi aukoksi se ampaisee raketin tavoin vastakkaiseen suuntaan kuin voimakkaimmat painovoima-aallot. Tapahtuma on hyvin harvinainen.

Tällaiseen tapahtumasarjaan viittaavat havainnot mustasta aukosta, jonka tutkijat ovat löytäneet avaruuskaukoputki Hubblella, Sloan Digital Sky Survey -teleskoopilla ja Chandra-röntgensatelliitilla.

Mustien aukkojen sulautumiseen viittaavat mustan aukon isäntägalaksissa havaitut kaarevat kohteet eli vuorovesihännät. Ne syntyvät kahden galaksin vuorovaikuttaessa.

Tutkijat uskovat, että kaksi galaksia on törmännyt toisiinsa ja niiden keskellä olleet mustat aukot ovat yhtyneet.

Mustia aukkoja ei voi havaita suoraan, vaan ne näkyvät niin sanottuina kvasaareina. Kvasaarit ovat avaruuden kirkkaimpia säteilyn lähteitä. Ne syntyvät, kun musta aukko kiihdyttää kaasut ympärillään valtaviin nopeuksiin.

Tutkijoiden havaitsema kvasaari 3C186 ja sen isäntägalaksi sijaitsevat kahdeksan miljardin valovuoden päässä. Yleensä kvasaarin ja sen synnyttävän mustan aukon paikka on keskellä galaksia, mutta 3C186 yllätti astronomit poikkeuksellisella sijainnillaan.

”Mustat aukot sijaitsevat galaksien keskustassa, niinpä on epätavallista nähdä kvasaari muualla kuin keskustassa”, sanoo tutkimusryhmän johtaja Marco Chiaberge Nasan tiedotteessa.

Musta aukko oli kulkeutunut galaksin keskustasta peräti 35000 valovuoden päähän. Vertailun vuoksi sanottakoon, että kotigalaksimme Linnunrata on läpimitaltaan sata tuhatta valovuotta.

Sijainnin lisäksi tutkijat saivat kvasaarin valoa analysoimalla tehtyä arvion musta aukon vauhdista. Laskelma paljasti, että musta aukko kiiti avaruuden halki sellaisella nopeudella, että se taittaisi Maan ja Kuun välisen matkan kolmessa minuutissa.

Ulos galaksistaan musta aukko sinkoutuu 20 miljoonassa vuodessa.

Tutkimuksen julkaisi Astronomy & Astrophysics -lehti.

Potilaan hoitomieltymys sen sijaan ennustaa huonosti hoidon onnistumista.

Aivokuvista pystyy ennustamaan, miten hyvin lääkehoito tai terapia tehoaa masennukseen ja onko hoitomuodosta jopa haittaa.

Yhdysvaltalaisen Emory-yliopiston tutkijat osoittivat tämän kokeellaan, johon osallistui 122 masennusta potevaa ihmistä.

Osallistujat kävivät hoitojaksoa ennen aivojen magneettikuvauksissa. Hoitona puolet joukosta käytti masennuslääkkeitä kolme kuukautta, ja toinen puoli sai samana aikana kognitiivista käyttäytymisterapiaa.

Kaikkiaan 58 potilasta eli lähes puolet sai hoidostaan hyötyä ja heidän oireensa lievittyivät. Sen sijaan taas 28:lla oireet pahenivat hoidon päätteeksi. Muilla tilanne ei muuttunut suuntaan tai toiseen.

Onnistumista tai epäonnistumista ennusti se, miten aktiiviset yhteydet aivojen tunteita käsittelevällä scc-alueella oli kolmeen muuhun aivojen osaan.

Jos yhteydet olivat olivat tutkijoiden termein positiiviset, potilaat saivat todennäköisemmin hyötyä terapiasta. Lääkehoito sitä vastoin epäonnistui herkemmin.

Jos taas viestiyhteydet olivat negatiiviset tai puuttuivat, lääke lievitti mutta terapia saattoi johtaa huonompaan tilaan.

”Kaikki masennukset eivät ole samanlaisia. Samoin kuin erityyppisiä syöpiä hoidetaan eri tavoin, niin myös erityyppiset masennukset edellyttävät omanlaisia hoitoja”, sanoo toista tutkimusta johtanut lääketieteen tutkija Helen Mayberg Emory-yliopistosta tutkimustiedotteessa.

Aivokuvia voisi tutkijoiden mielestä käyttää hoitomuodon valinnassa. Ne ennustavat selvästi paremmin hoidon onnistumista kuin vaikkapa potilaan omat mieltymykset.

Vaikka potilas saisi juuri toiveensa mukaista hoitoa, tämä on vain heikosti yhteydessä hoidon onnistumiseen. Sen osoitti ryhmän toinen tutkimus, johon osallistui yli 300 masennuspotilasta.

Mieltymyksensä mukaiseen hoitomuotoon ihmiset kyllä sitoutuivat vahvemmin, mutta oireita se ei silti vähentänyt.

Molemmat tutkimukset julkaisi American Journal of Psychiatry.

Syöpien syy ovat dna:han kertyvät mutaatiot.

Huonolla onnella on suurin osuus syöpien synnyssä, kertoo laaja, useita väestöjä kattanut tutkimus, joka on julkaistu arvostetussa Science-lehdessä.

Lähes kaksi kolmasosaa kaikista syöpiin johtavista mutaatiosta on tulosta täysin satunnaista virheistä terveiden solujen jakautumisessa.

Syöpien syyksi tiedetään dna:han kertyvät mutaatiot, joiden vuoksi solut villiintyvät lisääntymään hallitsemattomasti.

Näille mutaatiolle on kolme lähdettä: ympäristön altistus, kuten tupakansavu, vanhemmilta saatu geeniperimä sekä sattumanvaraisesti solun jakaantumisessa syntyvät dna:n kopioitumisen virheet.

Kopioitumisvirheitä sattuu jatkuvasti, kun solut jakaantuvat eli synnyttävät uusia soluja. Joka jakautumiskerralla syntyy dna:han keskimäärin kolme virhettä.

Enimmäkseen nämä mutaatiot ovat harmittomia, mutta jotkin voivat johtaa solujen hallitsemattomaan jakautumiseen ja syöpään.

Satunnaisten virheiden osuus kaikista syöpämutaatioista on peräti 66 prosenttia, laskevat Johns Hopkins -yliopiston tutkija Christian Tomassetti ja hänen työtoverinsa. Ympäristöstä ja elintavoista johtuvien mutaatioiden osuus on 29 prosenttia ja perintönä saatujen loput viisi prosenttia.

Tutkimus perustuu laajoihin näyteaineistoihin 69 maasta eri puolilta maailmaa. Tutkitut väestöt edustavat yli puolta maapallon asukkaista.

Satunnaisten mutaatioiden roolia selvittääkseen tutkijat vertasivat syöpien esiintyvyyttä ja kudostyyppien kantasolujen normaalia jakautumisnopeutta. He löysivätkin vahvan yhteyden solujen jakautumistahdin ja näissä kudoksissa esiintyvien syöpien välillä.

Mitä kovempi solujen jakautumisvauhti kudoksessa on, sitä enemmän siinä syntyy syöpää.

Tästä tutkijat päättelevät, että juuri jakautumisessa syntyvät satunnaiset dna:n kopioitumisen virheet johtavat syöpiin. Koska virheitä joka tapauksessa sattuu, niitä tulee sitä enemmän, mitä enemmän solut jakaantuvat.

Jo kaksi vuotta sitten tutkijat osoittivat Yhdysvalloissa saman yhteyden useiden syöpien osalta. Nyt tarkasteltiin maailmanlaajuisin aineistoin 17 syöpää.

Syöpää esiintyy mitä erilaisimmissa ympäristöissä. Se on sisäsyntyinen eikä ympäristön määräämä.

”Näitä syöpiä syntyy, oli ympäristö miten hyvä tahansa”, sanoo tutkimusryhmän jäsen Bert Vogelstein Johns Hopkins -yliopistosta tutkimustiedotteessa.

Tutkijat analysoivat myös matemaattisesti dna:n mutaatioita 32 syöpätyypissä sekä näiden syöpien esiintyvyyttä. Analyysin perusteella he pystyivät päättelemään ympäristöaltisteiden, perimän ja satunnaisten mutaatioiden osuutta syövissä.

Osuudet vaihtelevat syöpätyypeittäin. Esimerkiksi haimasyövässä 77 prosenttia mutaatiosta on satunnaisia kopiointivirheitä, 18 prosenttia johtuu ympäristöstä, ja viisi prosenttia on sukuperintöä.

Eturauhassyövässä satunnaisten mutaatioiden osuus on jopa 95 prosenttia. Sitä vastoin keuhkosyöpään johtavista mutaatioista valtaosa eli 65 prosenttia johtuu altisteista, kuten tupakoinnista. Loput 35 prosenttia ovat seurausta satunnaisista dna-virheistä. Perinnöllisillä mutaatioilla ei tiedetä olevan osuutta keuhkosyöpään.

Satunnaisten mutaatioiden suuri osuus ei sulje pois sitä, että ympäristötekijöillä ja elämäntavoilla on merkitystä syöpien ehkäisemissä.

On arvioitu, että 40 prosenttia syövistä voitaisiin estää terveillä elämäntavoilla ja välttämällä altistavia ympäristötekijöitä, kuten tupakansavua. Tutkijoiden mukaan aiempi arvio on sopusoinnussa heidän tuloksensa kanssa.

Yleensä syöpään tarvitaan kaksi tai useampia mutaatioita. Ratkaiseva lopullisesti syövän käynnistävä mutaatio voi olla se, joka johtuu ympäristöstä, vaikka muut olisivat sattuman tulosta.

Tutkijat kuitenkin korostavat, että syöpään voi sairastua, vaikka eläisi kuinka terveesti.