BLOGIT

Onko sivustollamme jotakin erinomaista sisältöä, jota on vain vaikeaa löytää monen linkin takaa? Onko etusivulla näkyvästi esillä jotakin, jonka oikea paikka olisi jossakin maton alla ja nurkan takana? Mitä uutta sisältöä haluaisit sivuillemme?

Käytämme netin kesäistä uutisetonta hengähdystaukoa hyväksemme verkkopalvelun kehittämiseksi. Jos haluat vaikuttaa saitin kehitykseen ja/tai osallistua lehden piipaitojen arvontaan, kerro kommenttisi käyttäjäkyselyssä.

Inflaatio on merkittävin varhaista maailmankaikkeutta kuvaava skenaario. Inflaatiota on tutkittu vuodesta 1980 alkaen, ja se on muodostunut, pimeän aineen ja pimeän energian ohella, yhdeksi hiukkaskosmologian merkittävimmäksi tutkimuskohteeksi. Inflaatio tarkoittaa ajanjaksoa jossain ensimmäisen 10^(-38):sosasekunnin ja yhden sekunnin välillä (tarkkaa ajankohtaa ei tiedetä), jolloin maailmankaikkeuden laajeneminen kiihtyy. On syytä puhua “skenaariosta” ennemmin kuin teoriasta, koska ei tiedetä, mikä inflaation aiheuttaa. Inflaatiosta on olemassa kymmeniä malleja, joiden ennusteet pitävät hyvin yhtä havaintojen kanssa. Useimmissa malleissa inflaatiosta on vastuussa kenttä, jota kutsutaan inflatoniksi. (Hiukkaskosmologit eivät ole kovin mielikuvituksekkaita nimien suhteen, vaikka valitettavasti joskus luulevat toisin.)

Lienee syytä selventää, mitä sana “kenttä” tarkoittaa. Jos hiukkanen on yhteen pisteeseen paikallistunut olio, jolla on tietyt ominaisuudet (vaikkapa massa ja nopeus), niin kenttä taasen on olio, joka on olemassa kaikkialla avaruudessa, ja jolla on kaikissa pisteissä tietty arvo tai joukko arvoja. Esimerkiksi sähkökentällä on jokaisessa pisteessä voimakkuus ja suunta. Inflatonikenttä on yksinkertaisempi, sillä on pelkästään voimakkuus.

Inflaation aikana kentän arvo on lähes sama kaikkialla, ja se kehittyy samaan tapaan kuin kuoppaan vierivän kappaleen korkeus. Jos maailmankaikkeus ei laajenisi, kenttä vierisi nopeasti alas, eli sen arvo laskisi nopeasti. Maailmankaikkeuden laajeneminen kuitenkin hidastaa kenttää, ja se liikkuu verkkaisesti kuin pallo, joka vierii ilman sijaan tiheässä nesteessä. Niinpä kentän energiatiheyskin on melkein vakio. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan avaruuden laajeneminen hidastuu sitä nopeammin, mitä enemmän energiatiheys putoaa laajenemisen myötä. Vakioenergiatiheys johtaa kiihtyvään laajenemiseen. Koska kenttä vierii hitaasti, laajeneminen kestää kauan, ja paisuttaa maailmankaikkeuden valtavan isoksi. Monissa inflaatiomalleissa koko nyt näkemämme maailmankaikkeuden osa on alun perin ollut pienempi suhteessa atomin kokoon kuin mitä ihminen on suhteessa näkyvään maailmankaikkeuteen nyt.

Lopulta kenttä saapuu kuopan pohjalle, missä se vieriskelee edestakaisin ja hajoaa tavalliseksi aineeksi - tämä on paljon puhuttu “alkuräjähdys”. Inflatonin energian siirtymistä tavalliselle aineelle voi verrata siihen, miten vierivä pallo menettää energiaansa kitkan kautta, kunnes jää lopulta paikalleen.

Eri inflaatiomalleissa kuopan muoto vaihtelee, joten kenttä vierii alas eri tavalla, ja kentän (myöhemmin kosmisessa mikroaaltotaustassa näkyvät) pienet poikkeamat tasaisuudesta ovat siksi erilaisia. Inflaatiomallien tekeminen on siis helppoa: valitsee vain kuopan muodon, mahdollisesti lisää useampia kenttiä, laittaa kentän (tai kentät) vierimään alas ja laskee millainen kosminen mikroaaltotausta tästä seuraa. (Eräs inflaation suuri ratkaisematon kysymys on se, miksi kenttä on aluksi ylhäällä.)

Hiukkasfysiikan Standardimallissa on yksi kenttä, joka ensi silmäyksellä vaikuttaa lupaavalta inflatonikandidaatilta: Higgsin kenttä (jonka kiehtovaan rooliin Standardimallissa palaan joskus myöhemmin). Higgs kuitenkin vuorovaikuttaa tavallisen aineen kanssa niin voimakkaasti, että kenttä hajoaisi hiukkasiksi ennen pohjalle ehtimistään, eikä inflaatio kestäisi tarpeeksi kauan. Näin ainakin pitkään luultiin. Hiljattain kuitenkin Bezrukov ja Shaposhnikov Geneven naapurissa Lausannessa esittivät kuinka yksinkertainen ja elegantti muutos Higgsin kentän gravitaatiovuorovaikutukseen tekee inflaatiosta mahdollisen. Itseasiassa muutos on niin luonnollisen oloinen, että ei tee mieli puhua teorian muokkaamisesta, vaan ennemmin sanoisin, että on huomattu piirre, jonka olisi pitänyt olla mukana alun perinkin.

Ehdotus on erityisen kiintoisa, koska kuopan muoto liittyy Higgsin hiukkasen massaan. Niinpä malli ennustaa, että LHC:ssä mitattavan Higgsin massan ja Planckilla havaittavien kosmisen mikroaaltotaustan epätasaisuuksien välillä on tietty yhteys. Inflaatiossa on, mallista riippumatta, sykähdyttävää se, kuinka maailmankaikkeuden rakenne miljardien valovuosien mittakaavassa heijastaa mikroskooppisen maailman lakeja, mutta Higgs-inflaatiomallissa tätä yhteyttä pääsee testaamaan odottamattoman helposti. Vaikka osoittautuisikin, että oikea inflaatiomalli on jokin muu, Higgs-inflaatio osoittaa, että vuosikymmeniäkin tutkituille ongelmille voi löytyä yllättävän helppo ratkaisu.

Luin Richard Dawkinsin kirjan “The Ancestor’s Tale”, joka käy läpi evoluution historian ihmisestä taaksepäin ensimmäiseen itseään kopioivaan orgaaniseen rakenteeseen asti. Dawkinsin kertomus oli mielestäni erinomainen, ja mietin että olisivatpa populaarit esitykset kosmologiasta yhtä hyviä. Erityisesti pidin siitä, miten Dawkins tuo esille tietojen epävarmuuden, ja sen, kuinka epävarmuus vaihtelee eri asioissa ja muuttuu tutkimuksen edistyessä.

En ole paljoa lukenut populaareja kosmologiakirjoja, mutta artikkeleissa, blogeissa ja puheissa en muista koskaan nähneeni, että epävarmuutta olisi esitetty kunnolla, vaikka kvantifioitu (tai ainakin tiedostettu) epävarmuus on tieteellisen tiedon keskeinen piirre. Kosmologiassa on vielä paljon tuntematonta, ja olisi tärkeää huolella erottaa, miten epävarmuus vaihtelee hyvin pienestä (vaikkapa mikroaaltotaustan tai kevyiden alkuaineiden alkuperää koskien) niin suureen, että tutkimusongelmien oikeasta muotoilustakaan ei ole yksimielisyyttä (kuten pimeän energian tai kvanttigravitaation kohdalla). Ei ainoastaan siksi, että lukijat saisivat kunnollisen käsityksen siitä, mitä nykyään tiedetään, vaan myös siksi, että epävarmuuden käsittely tarjoaa näkymän siihen, miten tiedettä tehdään. Koko tieteen historian voisi kirjoittaa pyrkimyksenä ymmärtää epävarmuuttamme siitä, millainen todellisuus on.

Kosmologian kehittyessä viimeisten 20 vuoden aikana vankalla havaintopohjalla seisovaksi kvantitatiiviseksi tieteeksi on taipumus korostaa saavutetun ymmärryksen tasoa paisunut suhteettomasti, etenkin kun edistystä on tapahtunut lähinnä havaintopuolella. (Ks. tämä merkintä.) Kokeellisesti varmennetuissa kosmologian teorioissa ei ole tapahtunut mitään käsitteellistä kehitystä sitten 1980-luvun puolivälin.

Esimerkkinä palvelkoon tämä artikkeli, jossa sanotaan, että kosmista mikroaaltotaustaa mittaava WMAP-satelliitti on “tiedottanut” maailmankaikkeuden iäksi 13.73 miljardia vuotta. On helppoa huomauttaa, että neljän numeron antaminen on tässä yhteydessä lähinnä koomista, kun muodollinen virhemarginaalikin on 0.12 miljardia vuotta. Mutta oleellisempaa on se, että mikroaaltotausta sinällään ei itseasiassa anna mitään informaatiota maailmankaikkeuden iästä. Mikroaaltotaustasta voi kyllä mitata, kuinka pitkän matkan mikroaaltotaustan fotonit ovat kulkeneet. Ikä saadaan tästä, jos tiedetään, miten maailmankaikkeuden koko ja ikä ovat suhteessa toisiinsa. Luku 13.7 saadaan olettamalla, että pimeää energiaa kuvaa tietty yksinkertainen malli, joka kertoo miten maailmankaikkeus laajenee. (Mainittakoon, että 13.73 ei edes tällä menetelmällä tule mikroaaltotaustahavainnoista, vaan siihen tarvitaan yhdistelmä eri havaintoja.) Sikäli kun käytetystä mallista oltaisiin varmoja, asialla ei olisi väliä, mutta itseasiassa asiasta vallitsee suuri epävarmuus, ja vaihtoehtoiset pimeän energian mallit ovat eräs kosmologian merkittävimmistä tutkimusaiheista.

Tämä ei edes ole kovin monimutkainen asia, mutta Dawkinsin kirja osoittaa, että vaikeatkin asiat voi kertoa ymmärrettävästi, kunhan luottaa lukijaan ja selittää ne huolella. Minulla ei ole pohjatietoja evoluutiosta, mutta luettuani kirjan koen ymmärtäväni, mistä on kysymys, vaikka osa asioista on melko teknisiä. En tietenkään pysty täysin arvioimaan, kuinka iso etäisyys Dawkinsin populaarin selityksen ja evoluutiotutkimuksen todellisuuden välillä on, mutta ainakin Dawkins tekee selväksi, milloin kyseessä on vain vertauskuva monimutkaisesta asiasta. (Kosmologiassa tutkimuksen ja sitä kuvailevan selityksen välillä on väistämättä varsin iso ero.)

Lyhyeltä artikkelilta ei tietenkään voi odottaa samanlaista paneutumista kuin paksulta kirjalta. Olen itsekin välttänyt tieteellisten yksityiskohtien käsittelemistä blogissa. Mutta ongelmana ei ole se, että kosmologian löydöille ei olisi tarpeeksi palstatilaa, vaan se, että niiden esittäminen on siinä määrin harhaanjohtavaa, että lukijalle jäisi oikeampi käsitys, jos asiasta ei olisi sanottu mitään.

Hiukkasfysiikan kehityksestä viimeisten parin vuosikymmenen ajalta on ilmestynyt kirjoja, joissa korostetaan edistyksen ohella epävarmuutta ja jopa hubrista. Itse pidin melko varauksettomasti Lawrence Kraussin kirjasta “Hiding in the Mirror: The Mysterious Allure of Extra Dimensions from Plato to String Theory and Beyond”, joka käsittelee hieman myös kosmologiaa. Hienoisella varauksella nautin myös Lee Smolinin kirjasta “The trouble with physics: The rise of string theory, the fall of a science and what comes next” ja Peter Woitin teoksesta “Not Even Wrong” (jolla on myös alaotsikko, joka on kuitenkin liian pitkä, että viitsisin kirjoittaa sitä tähän). En ole tietoinen vastaavista teoksista koskien modernia kosmologiaa, mikä on sääli, koska kosmologian sosiologisen ja teoreettisen puolen avaaminen yleisölle, loistavien kokeellisten löytöjen lisäksi, olisi paikallaan.

Paikannus oli juttu, josta kohkattiin aivan älyttömästi 1990-luvun lopussa. Sen piti muuttaa kännykän käyttö kokonaan. Ties kuinka monta kertaa kuultiin ne esimerkit kännykkämainonnankin mahdollisuuksista: taskuun piippaa viestiä, että kulman takana kapakassa on happy hour juuri nyt ja sinkkutyttöjäkin näkyy olevan baaritiskillä, terveisin poke. Ja tietysti niin hyödyllisiä palveluitakin piti tulla, että joku niistä maksaisi.

En tiedä kuinka moni vahtii jälkikasvuaan kännykän tukiasemaan perustuvalla paikkatiedolla, mutta yhtäkään todellista hittipalvelua paikannukseen liittyen en ole huomannut otsikoissa.

Tekniikka antaisi jo melkoiset mahdollisuudet todella hyödyllisiin palveluihin. Tietysti perustuen ensi sijassa gps:ään, jota kännykkäverkko vain avustaa. Gps:hän yleistyy nyt älypuhelimissa ja valuu aikanaan normikapuloihin.

Itse törsäsin Viewrangerin topografisiin karttoihin, kun huomasin meloneeni Helsingin edustalla aavesaarelle. Yli hehtaarin kokoista saarta ei Nokian kommunikaattorin mukana tulleen kartan mukaan ollut olemassa. Eikä se katuosoitteiden löytämiseen sopiva karttakokonaisuus nyt muutenkaan oikein retkeilijää palvele.

Jouduin tyytymään vain osaan Suomea ja senkin sain 1:50 000 mittakaavalla - ja siitäkin piti pulittaa monta kymppiä. Peruskarttalaatu olisi sitten jo maksanut aivan järjettömästi koko siltä alueelta, jossa aion kesälomalla meloa.

Softa sinänsä on hauska: jälkikäteen voi esimerkiksi seurata minuutin tarkkuudella, mikä oma vauhti on ollut. Ominaisuuksia on niin paljon, etten edelleenkään tunne niistä kuin murto-osan. Kaveriporukka voisi seurata toistensa kulkua metsässä, tai miksei kaupungissakin. Mutta takaisin karttoihin.

Ymmärtääkseni yksi syy karttojen kovaan hintaan on se, että Suomen valtio ei anna karttadataa tekijänoikeusvapaasti yrittäjille, jotka paketoivat niistäpalveluita kuluttajille. Miksi?

En oikein ymmärrä piraattiliikkeen ajatusta siitä, että taiteilijoiden työtä voisi ottaa omaan käyttöön korvauksetta. Taide jää sitten tekemättä tai sitä tekevät vain jotkut harrastelijat. Mutta kun Suomen valtio tekee meidän veronmaksajien rahoilla joka tapauksessa jotakin - esimerkiksi mittaa maata - en minä halua siitä toista kertaa maksaa. Karttojen painaminen tietysti maksaa, mutta digitaalista sisältöä voi kopioida rajattomasti. Syntyy hyvinvointitappioita, kun ilmaiseksi kopioitavaa, joka tapauksessa syntyvää dataa jätetään näin käyttämättä.

Ihmettelin samaa jo vuonna 1995, kun ministeriöissä alettiin julkaista tietosisältöjä netissä. Yhtäkkiä olikin ongelma, voiko komiteamietintöjä julkaista ilmaiseksi verkossa, kun niitä kuitenkin myytiin painotuotteina. Ja kyse oli sentään lainvalmistelusta, joka ei todellakaan jää tekemättä, vaikka mietintöjä ei myytäisikään.

Jos piraattipuolue ottaisi tavoitteekseen saman periaatteen mikä Yhdysvalloissa jo toimii - veronmaksajien varoilla tuotettu sisältö on pääsäännön mukaan vapaasti kaikkien käytössä - minäkin voisin heitä kannattaa.

Kysyntää kunnollisille palveluille olisi. Minä haluaisin samassa näytössä kännykän ruudulla nähdä erilaisia kartta-layereitä, ilmakuvaa, aallonkorkeusennusteen, paikallisen sääennusteen tuuli-, sade- yms. karttoineen, web-kameroiden kuvaa ja niin edelleen. Tekniikka olisi olemassa. Dataakin olisi olemassa. Typerää, jos valtion tuottama tieto ei ole palveluntuottajien käytettävissä.

Tiede.fi hiljenee uutisten osalta huomenna elokuun alkuun. Saatan itse bloggailla Saaristomereltä melontaretkiltä. Keskustelupalstamme elää tietysti 24/7. Hyvää juhannusta ja kesää!

Väittelin ennen eurovaaleja vanhojen punavihreiden tuttujeni kanssa siitä, tuleeko Euroopan olla ilmastopolitiikassa edelläkävijä vai voimmeko me vähentää päästöjä vasta sitten, kun kehitysmaatkin vähentävät. Sain ainakin lisävahvistusta sille uskomukselleni, että kansantaloustieteen peruskurssista ei olisi viherpiipertäjille mitään haittaa.

Kun tehdas päästää järveen myrkkyä, mitään kansainvälisiä sopimuksia ei tarvita. Jokaisessa demokratiassa syntyy tällaisessa tilanteessa paikallinen tai kansallinen ympäristöliike, joka panee tehtaan kuriin.

Hiilidioksidi ei pysy paikallaan, vaan päästö jakaantuu varsin nopeasti kaikkialle planeetan ilmakehään. Siitä kärsivät siis muutkin kun ne valtiot, jotka ilmaa saastuttavat. Syntyy niin sanottu vapaamatkustajaongelma, eli jos yksi maa jatkaa päästöjään, kun muut maat vähentävät niitä, tämä vapaamatkustaja pääsee halvemmalla, vaikka se nauttii päästöjen vähentämisen hyödyllisistä seurauksista siinä missä muutkin. Koska kaikki ajattelevat näin, kukaan ei vähennä päästöjään, ellei synny sitovaa, sanktioitua kansainvälistä sopimusta.

Jos Eurooppa haluaa jonkinlaisista moraalisista syistä osoittaa edelläkävijyyttään C02-päästöjen vähentämisessä, se voi sen tietysti tehdä, tietäen hyvin, että vaikutukset ilmakehään ovat melko pienet ja itselle osuvat kustannukset suhteettoman suuret. Moni punavihreä on tällainen moralisti.

Ei siinä mitään. Ongelma syntyy vasta siinä, kun päästövähennyksiä tehdään sellaisilla teollisuudenaloilla, joiden tuotteilla on maailmanmarkkinat. Silloin on vaarana niin sanottu hiilivuoto, eli teollisuus siirtyy sinne, missä päästöjä ei rajoiteta. Edelleen laskun maksavat eurooppalaiset muun muassa työttömyytenä, mutta edelliseen esimerkkiin verrattuna sillä erotuksella, että nyt päästöt eivät vähenny ensinkään. Ne saattavat jopa lisääntyä.

Kun länsimaat teettävät itse kuluttamansa teollisuustuotteet - jotka se aiemmin valmisti omissa tehtaissaan itse - Kiinassa ja näin tilastollisesti katsovat vähentäneensä päästöjään - onko se ilmastopoliittista edelläkävijyyttä? Vai ennemminkin kaikkien aikojen viherpesu?

Mitään hiilivuotoa ei tietysti seuraisi siitä, jos asettaisimme kunnianhimoisia tavoitteita esimerkiksi oman liikenteen päästöjen vähentämiseen, koska liikennettä ei voi tuoda eikä viedä. Miten tämän eron ymmärtäminen voi olla punavihreille niin vaikeaa?

Toinen esimerkki kansainvälisestä ympäristöpolitiikasta, johon liittyy vapaamatkustajaongelma, on tietysti Itämeri. Tavallaan voi ajatella, että kyse on samalla tavalla yhdestä altaasta kuin ilmakehäkin, eli jokaisella rantavaltiolla on intressinä, että kaikki muut vähentäisivät päästöjään, koska omien päästöjen osuus koko lätäkön kuormituksesta on suhteellisen pieni. Yksi maa voi osoittaa moraalista johtajuuttaan mutta omilla teoillaan se ei vaikuta kokonaispäästöihin kauhean paljon.

Luulenpa, että useimat poliitikot eivät kuitenkaan ole ihan niin huolissaan Itämerestä kokonaisuudessaan. He ovat huolissaan siitä osasta saaristoa, jossa on mökkejä ja muuta virkistyskäyttöä.

Esimerkiksi Varsinais-Suomen vaalipiiriin kuuluu Saaristomeri kaikkine mökkeineen ja vierasvenesatamineen. Kukapa ei haluaisi esittää äänestäjilleen haluavansa pitää sen vapaana sinilevälautoista.

Monet euroehdokkaatkin pitivät kovasti ääntä Itämerestä, onhan se tosiaan melkein EU:n sisämeri ja EU:lla yhdessä on paremmat neuvotteluasemat Venäjää kohtaan kuin vaikka suomalaisilla yksin.

Olen aiemmin suhtautunut miedon myönteisesti tähän suomalaispoliitikkojen Itämeri-huoleen. Se vain on tuntunut vähän väljähtyneeltä, kun kaikki näyttäisivät olevan siitä niin samaa mieltä.

Raadollisempi selitys poliitikkojen haluun julistaa huolta Itämerestä kansainvälisellä areenalla taitaa kuitenkin olla se, että merta rehevöittävät päästöt ovat sittenkin vaikutuksiltaan melko paikallisia. Ne siis muistuttavat enemmän ensimmäisen esimerkin järveä kuin toisen esimerkin ilmakehää.

Esimerkiksi Saaristomerta pilaavat enemmän Aurajoen mukana tuleva kuormitus ja saaristossa harjoitettava kalankasvatus kuin Pietarin päästöt. Varsinaissuomalaisen poliitikon kannalta on ikävää, että nämä päästölähteet ovat omassa vaalipiirissä.

Pietarin vaikutus Suomenlahdellakin on suurimmillaan ulapoilla ja paljon pienempi sisäsaaristossa, jossa useimmat uimarannat ovat. Ne pilaamme itse.

Vieläkö joku on innoissaan lähiruoasta?

Kävin eilen haastattelemassa Linnanmäen toimitusjohtaja Risto Räikköstä (teen juttua vuoristoratojen fysiikasta ja psykologiasta). Kävi ilmi, että toimitusjohtaja itse tuuraa vuoristoradan jarrumiehiä, jos vaikka kesätyöntekijällä on sairasloma. Ja vuoristoradan tiukassa hierarkiassa toimitusjohtaja on vielä hierarkian alimpana!

Journalismi on niitä harvoja aloja, joissa hierarkian huipullakin tehdään välillä myös lattiatason hommia. Milloin olette nähneet diplomi-insinöörin vääntävän mutteria? Päätoimittajatkin kirjoittavat juttuja, useimmiten tietysti pääkirjoituksia   ja joskus hieman pönäköitä kolumneja. Mutta esimerkiksi Hesarissa päätoimittaja Reetta Meriläinen silloin tällöin palaa juurilleen urheilutoimittajaksi ja tekee arvokisoista juttuja aivan siinä missä kesätoimittajatkin.

Kuulemma jarrumiehen vuorossa toimitusjohtaja saa aivan ainutlaatuisella tavalla käsityksen sekä työntekijöiden työssä viihtymisestä ja sitoutumisesta että sellaista suoraa asiakaspalautetta, jota ei millään muulla tavalla oikein saa. Ehkä kaikkien palveluyritysten pomojen kannattaisi viettää päivä tai pari vuodessa siellä asiakasluukulla?

Niinhän sitä sanotaan, että suomalaisia pitää johtaa edestä, omalla esimerkillä, eikä von oben. Paitsi että vuoristoradan jarrumieshän on vaunun perässä. Ja vuoristoradan duunarit työskentelevät Linnanmäen korkeimmalla paikalla. Räikkösen työhuone hyvin piilotetussa toimistorakennuksessa lähempänä vesitornia on paljon alempana.