BLOGIT

Kosmologia on maailmankaikkeuden kokonaisuuden tutkimista. Jo tutkimusaihetta määriteltäessä kohtaa kysymyksen siitä, mitä tällä tarkoitetaan: mitä kaikkea onkaan olemassa? Mieleen tulee kolme mahdollisuutta: maailmankaikkeudessa on äärettömästi asioita, tai olemme loputtoman tyhjyyden ympäröimänä, tai sitten maailmankaikkeus on äärellinen. Kolmas vaihtoehto on otettu vakavasti myöhemmin, pitkään ajatukset keskittyivät kahteen ensimmäiseen.

Klassisen fysiikan kehittäjä Isaac Newton pohti 1600-luvun lopussa ääretöntä maailmankaikkeutta: jos ainetta on äärettömän paljon ja kaikki osaset vetävät toisiaan puoleensa, onko jokaisen kappaleen kokema gravitaatiovoima ääretön? Newton vakuutti itsensä siitä, että ongelmaa ei ole. (Asia liittyi jotenkin kristillisen maailmankuvan ylivertaisuuteen ateismiin verrattuna.) Newton oli kuitenkin väärässä: hänen gravitaatiolakinsa on pulassa, jos ainetta on tasaisesti äärettömiin asti.

Entä jos asumme saarella, keskellä loputonta tyhjyyttä? Tällöin gravitaatiovoimat ovat äärellisiä. Mutta tyhjyyden pohjaton nielu ei ole harmiton sekään. Aina silloin tällöin joku kappale –tähti vaikkapa– ajautuu reunalle, irtoaa kumppaneistaan ja sinkoutuu pois. Pikkuhiljaa kaikki eksyvät yksi kerrallaan, niin että jonkun ajan kuluttua koko saari on hajonnut yksinäisiksi kappaleiksi ja pareiksi, jotka matkaavat ikuisesti kauemmas muista. Ongelma johdattaa toiseen kosmologian keskeiseen kysymykseen, nimittäin maailmankaikkeuden ikään. Voisi ajatella, että ehkä saarekkemme ei olisi vain vielä ehtinyt hajota, koska maailmankaikkeus on ollut olemassa vain rajallisen ajan.

Newtonin teorian äärellisen ja äärettömän maailmankaikkeuden kysymyksiä vatvottiin 1800-luvulla ja erilaisia mahdollisuuksia keksittiin, mutta lopulta ongelma ratkesi siten, että vuonna 1915 kehitetty yleinen suhteellisuusteoria korvasi Newtonin vuosisatoja vallassa olleet lait.

Yleisen suhteellisuusteorian ensimmäinen kosmologinen sovellus oli Einsteinin vuonna 1917 ehdottama malli, jossa maailmankaikkeus on äärellinen mutta rajaton, kuten pallon pinta. Einstein rakensi maailmansa sille pohjalle, että avaruus on ikuinen ja muuttumaton, klassisen fysiikan maailmankuvan mukaisesti.

Havainnot etenivät nopeasti. Hubble osoitti vuonna 1924, että galaksimme ulkopuolella on muutakin kuin ääretön tyhjyys, ja vuonna 1929 hän todisti maailmankaikkeuden laajenevan, mikä rikkoi varjellun kuvan pysähtyneestä maailmasta.

Yleinen suhteellisuusteoria kertoo siitä, miten aika-avaruus toimii vuorovaikuttaessaan aineen kanssa, ja laajeneminen (tai supistuminen) on sen suoraviivainen ennuste. Einstein ei aluksi nähnyt asiaa näin, ja muokkasi yhtälöitä saadakseen kaipaamansa paikoillaan pysyvän ratkaisun. Kaikki eivät olleet näin suljettuja: Friedmann johti laajenevaa maailmankaikkeutta kuvaavan mallin jo 1922, ja vuoden 1929 havaintojen jälkeen tiedeyhteisö (mukaanlukien Einstein) hyväksyi sen melko yleisesti.

Koska maailmankaikkeus laajenee, se on ollut pienempi varhaisempina aikoina, ja aine on ollut tiheämpää. Yleisen suhteellisuusteorian yhtälöt osoittavat, että äärellisen ajan päässä menneisyydessä saavutaan äärettömään tiheyteen, mistä ei voi enää jatkaa taaksepäin. Tämä on “alkuräjähdys”, tapahtuma, jossa aika ja avaruus alkavat. Maailmankaikkeuden laajenemisesta voi siis päätellä, että se ei ole ikuinen: kaikella on syntynsä. (Sanottakoon, että aivan alkuhetkinä suhteellisuusteoria ei varmastikaan päde, ja niiden kuvailuun tarvitaan kvanttigravitaatioteoriaa, jota meillä ei vielä ole.)

Seuraavien vuosikymmien aikana tämä kuva on varmentunut ja tarkentunut monin tavoin. Nykykosmologia on vankasti havaintoihin pohjaava tiede, jonka keskeisiä tutkimuskohteita ovat pimeä aine, pimeä energia, inflaatio ja baryogenesis.

Kosmologian menestys perustuu siihen, että maailmankaikkeus näyttää suunnilleen samanlaiselta kaikkialla, joten jokaista yksityiskohtaa ei tarvitse tuntea kokonaiskuvan saamiseksi. Suhteellisuusteoriassa, toisin kuin Newtonin teoriassa, ei ole ongelmaa, vaikka maailmankaikkeus ulottuisi tasaisesti äärettömiin. Mutta emme vieläkään tiedä onko näin. Koska aika on äärellinen, on valo ehtinyt kulkea vain äärellisen matkan sitten maailman alun, joten näemme vain pienen osan, noin 40 miljardia valovuotta, maailmankaikkeudesta. Varhaista maailmankaikkeutta kuvaavan inflaation perusteella arvellaan, että maailmankaikkeus jatkuu samanlaisena vielä paljon horisonttiamme kauemmas. Mutta kaikkein suurimman mittakaavan rakenteesta meillä ei ole aavistustakaan.

Kirjoitankin kosmologian synnystä vasta ensi merkinnässä, uutisten jälkeen: LHC on reippaana jalkeilla pidettyään lyhyen tauon. Säteet palasivat kiertoon helmikuun 20. päivä, täysi energia saavutettiin 3. maaliskuuta ja törmäykset ovat jatkuneet rutiininomaisesti nyt viikon ja päivän ajan. Tilannetta voi seurata tiiviisti CERNin Twitteristä.

Suunnitelmien mukaan LHC pidetään päällä vuoden 2013 alkuun, jolloin se suljetaan joksikin aikaa maksimienergian nostamista varten. Viime vuonna kaavailtiin, että tämä olisi tapahtunut jo 2012. Tällöin LHC ei kenties olisi ehtinyt tehdä löytöjä ennen suurempiin energioihin kohoamista.

Viime vuonna LHC ei löytänyt mitään (protonien käyttäymisessä tosin on ollut jotain omituista), eikä moista olisi oikein kehdannut odottaakaan. Nyt tilanne on toinen. Dataa kerätään paljon nopeammin kuin viime vuonna. Laitteet hallitaan paremmin, hiukkaset kirmaavat sädeputkessa yhä useammissa kimpuissa yhtäaikaisesti ja törmäykset ovat tiukempia.

Seuraavien kahden vuoden aikana sopii jo odottaa, että Higgsin hiukkanen saadaan satimeen — ja toivottavasti se ei jää kiinni yksin. (Yksityiskohtia voi lukea Tommaso Dorigolta.) Supersymmetriasta olisi kenties voinut saada vilauksen vuonna 2010, mutta se on tapansa mukaan vältellyt ihailijoitaan. Supersymmetrialla on paljon enemmän piilopaikkoja kuin Higgsillä, mutta jos siitä ei saada mitään merkkejä parin seuraavan vuoden kuluessa, yhä useampi vakuuttuu, että supersymmetriset partnerit ovat pelkkiä mielikuvitusystäviä. Jos Higgsin massa selittyy supersymmetrian sijaan teknivärillä, pitäisi senkin antaa pikkuhiljaa kuulua itsestään.

Tilanne on myös sikäli erilainen kuin viime vuonna, että LHC:n ainoa kilpailija (tai kauniimmin sanottuna kanssajuoksija), Yhdysvalloissa Fermilab-keskuksessa sijaitseva Tevatron sammuu lopullisesti tänä vuonna. Kiihdyttimen jatko on pitkään ollut epävarmaa: oli toivottu, että toimintaa olisi rahoitettu 2014 vuoden loppuun asti. Tevatron olisi voinut saada vihiä jostain ennen LHC:tä, vaikka ei pystykään kilpailemaan LHC:n odotetuimpien löytöjen kanssa toden teolla. Yhdysvaltain jälkijättöisen rahoituskoneiston syövereistä tuli kuitenkin tammikuussa päätös, että kiihdytin suljetaan syyskuussa. Jotain kiinnostavia tuloksia se ehtii vielä tuottaa, mutta kollegani Jesterin sanoin Tevatron on “dead man walking”.

Viimeisen kahden vuosikymmenen ajan kosmologiassa on tehty mielenkiintoisia havaintoja ja ylitetty ymmärryksen rajoja, kun taas kosmologiaan liittymättömässä hiukkasfysiikassa ei ole löydetty oikeastaan mitään uutta (neutriinojen massoja lukuunottamatta; niistä kenties toiste lisää). Useat hiukkasfyysikot ovatkin seuranneet dataa ja siirtyneet kosmologian puolelle. Jonkin aikaa kuitenkin kosmologiassakin uudet havainnot ovat vain varmistaneet aiemmin tunnettua, ja saattaa olla kiihdyttimien vuoro kiriä johtoon taivaalle tuijottamisen sijaan.

Päivitys (25/03/11): Jester raportoi LHC:n uusimmista tuloksista, joita esitellään par’aikaa Moriodin hiihtorinteiden äärellä. Higgsin löytämistä pidetään ajan kysymyksenä. Sen sijaan supersymmetrian osakkeiden laskua havainnollistaa kauniisti CMS- ja ATLAS-kokeiden kuvainvalinta.

Japanin maanjäristyksestä ja tsunamista tulee kohta kuluneeksi viikko. Tämän viikon aikana olemme saaneet suomalaisesta mediasta lukea aivan käsittämättömiä möläytyksiä Fukushiman ydinonnettomuudesta. Soininvaara epäili blogillaan, että reaktorin sydän sulamisensa jälkeen jatkaisi matkaansa pallon toiselle puolelle Brasiliaan. En tiedä, oliko pohdinta kymmenien miljoonien japanilaisten uudelleenasuttamisesta valtavien alueiden saastumisen seurauksena myös ironiaa.

Säteilyturvakeskuksesta toimittajat ovat saaneet aivan erilaisia näkemyksiä riippuen siitä, kenet on arvottu antamaan lausunto. Pääjohtaja Jukka Laaksonen antoi perjantaina lausunnossaan vaikutelman ettei mitään ole tehtävissä ja reaktorisydämet sulavat. Keskiviikkona Laaksonen oli sitä mieltä, että jäähdytys olisi ihan helppo nakki, jos suomalaiset saisivat ottaa komennon.

Lehdissä menevät reaktorin paineastia, suojarakennus ja reaktorirakennus iloisesti sekaisin. Vetyräjähdystä suojarakennuksen ulkopuolisessa reaktorirakennuksessa on kutsuttu ydinräjähdykseksi reaktorissa. Reaktoreita on jäähdytetty grafiitilla ja grafiittia on käytetty hidastamaan ydinreaktiota. Stukin nettisivusto tukkiutui ja ihmiset jonottavat apteekista jodia. Ei tästä nyt kovin hyviä pisteitä voi antaa viranomaisviestinnälle eikä kyllä journalismillekaan.

Lehdistö kulutti superlatiivinsa loppuun jo onnettomuuksen ensimmäisten päivien aikana. Kun viime viikonloppuna jo julistettiin Tshernobyliä, on vaikea uskottavasti enää kertoa, että itse asiassa nyt on jo aivan oikeasti menty huonompaan suuntaan.

Syy, miksi Tshernobylin kaltaista onnettomuutta ei ole tiedossa, perustuu reaktorityyppien eroihin. Tshernobylissä reaktorin teho monikymmenkertaistui, Fukushimassa yritetään jäähdyttää niin sanottua jälkilämpöä. Se on tuhannesosan suuruusluokkaa Tshernobylin tehopiikistä, joka höyry- ja vetyräjähdyksen kanssa pamautti reaktorin paineastian hetkessä tuhannen päreiksi. Fukushimassa ei myöskään ole grafiittia, joka voisi palaa päiväkaupalla savuttaen radioaktiivisia aineita yläilmakehään.

Fukushimassa näytti alkuun siltä, kuin jäähdytystaistelussa olisi kyse vain kamppailusta Harrisburgin kaltaista ytimen sulamista vastaan. Harrisburgissa päästöt ympäristöön jäivät mitättömiksi, sen sijaan reaktorin jälkisiivous tuli yhtiölle kalliiksi ja kesti pari nuosikymmentä. Fukushimassa on jo jouduttu päästämään radioaktiivisia aineita jonkin verran lähialueille, vaikka polttoaine ei ole vielä sulanut. Siivottavaa saattaa olla siis kaupungeissakin, vaikka tietysti johonkin Tshernobyliin verrattuna mitättömän vähän.

Tällä viikolla on lisäksi ilmennyt uusi uhkakuva. Käytetyn polttoaineen varastoallas on reaktorirakennuksen tuhouduttua taivasalla ilmeisesti neljässä reaktorissa, joista nelosyksikössä vedenpinta on ilmeisesti laskenut huolestuttavasti. Jos on ajatellut, että pahimmassakaan tapauksessa pysäytetty ydinreaktori ei saa aikaan sellaista painetta, että se rikkoisi kokonaan reaktoripaineastian ja paksun suojarakennuksen, on voinut tuudittautua siihen, että massiivisia määriä reaktorin sydämestä ei voi päästä ympäristöön. Mutta mitä voi tapahtua käytetylle polttoaineelle, jota ei eristä ympäristöstä enää mikään leviämiseste?

Ymmärtääkseni suomalaisissa ydinvoimaloissa käytetyn polttoaineen ensimmäinen varastoallas ja nosturit, joilla polttoaineniput siirretään reaktorista altaaseen, on sijoitettu suojarakennuksen sisään. Eikä tässä ole kyse ainoasta tekijästä, jossa suomalaiset voimalat ovat turvallisempia.

Ennen kuin japanilaisista ydinvoimaloista tekee mitään yleisiä ydinvoimaa koskevia johtopäätöksiä, kannattaisi muistaa, että

- Suurin osa Japanin ydinvoimaloista kesti valtavan tsunamin ja yhden historian voimakkaimmista maanjäristyksistä, eikä Fukushimassakaan ole vielä tapahtunut mitään katastrofaalista muille kuin voimayhtiölle ja mahdollisesti joillekin sen työntekijöille.

- Japanin yhteiskunnan infrastruktuuri on hajalla. Onnettomuusreaktorit ovat joutuneet toimimaan ilman ulkoista sähköä ja makeaa vettä jo melkein viikon. Melkoinen testi!

- Onnettomuusreaktorit on suunniteltu 1960-luvulla ja rakennettu 1960- ja 1970-luvulla. Niillä on ikää 40 vuotta. Kaikenlaisten nippelien ja röörien kulumista merkittävämpää on turvallisuusajattelun muuttuminen. Ne voimalat, joiden rakentamisesta Suomeen nyt käydään poliittista keskustelua, ovat jotain sata kertaa turvallisemmat kuin nyt käytössä olevat yksiköt, jotka nekin ovat takuulla japanilaisia turvallisempia - puhumattakaan siitä että ne sijaitsevat geologisesti vakaalla alueella, jonne tsunamit eivät kovin todennäköisesti koskaan lyö.

- Japanin ydinturvallisuudella oli huono maine jo ennestään. Aasialainen kulttuuri, jossa ongelmia kasvojen menettämisen pelossa peitellään, ei ole kovin hyvä perusta turvalliselle… millekään. Vastaavia ongelmia oli esimerkiksi 1990-luvulla Etelä-Korean lentoyhtiöillä. Siinä missä Finnairin perämies sanoisi kapteenille, että tuosta sumusta ei voi lentää läpi, aasialainen vihjaa, että hyvä kun meillä on nämä uudet laitteet, niin näkyy tuo edessä oleva sadealue ennakkoon (ja toivoo kapteenin ymmärtävän että kurssia on vaihdettava, mutta vielä enemmän pelkää kapteenin loukkaantuvan). Suomalaisen kulttuurin mutkaton suhtautuminen auktoriteetteihin on hyvä pohja minkä tahansa asian tekemiselle luotettavasti. Lisäksi meillä on säteilyturvaviranomainen, jonka huumorintajuttomaan pilkunviilaukseen eräät ranskalaiset ovat törmänneet monta kertaa.

- Fukushiman onnettomuudessa ei paljastunut ainakaan reaktorin osalta mitään kovin yllättävää, jota ei ennestään tiedettäisi. Noinhan reaktorit käyttäytyvät, jos niitä ei jäähdytetä.

Näillä näkymin Fukushiman onnettomuudesta saattaa tulla hieman vakavampi kuin Harrisburgista, joka sai INES-luokituksessa luokan 5 (Tshernobyl oli 7), vaikka sydän ei sulaisikaan. Jos sähköt saadaan takaisin, kiertovesipumput toimivat ja primääripiiri on ehjä, ties vaikka reaktorit saataisiin vielä haltuun siinä kunnossa, että polttoaineen saa ulos normaaliin tapaan.

Tulevien uutisten seuraamista helpottaa, jos fysiikan perusteet ja englannin kieli ovat hallussa. Silloin voi nimittäin unohtaa suomalaiset viestimet kokonaan ja lukea esimerkiksi
Brave New Climaten päivityksiä.

Muutama asia on jäänyt ihmetyttämään, joihin en ole löytänyt selitystä edes tasokkaimmilta englanninkielisiltä saiteilta:

- Miten on mahdollista, että japanilaiset ovat sijoittaneet kaikki varadieselinsä rannalle? Ei sitten kenellekään käynyt mielessä sijoittaa ainakin yhtä varavoiman lähdettä jonnekin hieman korkeammalle tai johonkin kestävään bunkkeriin tai maan alle?

- Olisiko kaikelta tältä vältytty, jos voimaloita ei olisi automaattisesti hätäpysäytetty maanjäristyksen alettua? Laitoshan kesti itse järistyksen ja tsunamin. Jos laitos olisi jatkanut sähköntuottoa, se olisi voinut pyörittää jäähdytystä ihan kuin ennenkin. Hätäpysäytys tehdään tietysti turvallisuussyistä, varmuuden vuoksi. Melkoista kohtalon ivaa, jos ilman tuota turvatoimenpidettä olisi vältetty historian toiseksi tai kolmanneksi pahin ydinonnettomuus!

Puudelin blogi on ollut kotvan aikaa telakalla. Suurin syy siihen on, että aloitin syksyllä Tieteen toimituspäällikkönä ja tarmo on kulunut uusien hommien opetteluun. 

Muitakin muutoksia toimituksessa on tapahtunut. Vuoden alussa aloitti kaksi uutta toimittajaa, Maria Korteila ja Mikko Puttonen. Heidän tuotantoaan löytyy Tiede.fi:n uutisista ja Tiede-lehdestä helmikuun numerosta lähtien. 

 Tänään ilmestyvässä maaliskuun lehdessä Mikko myöntää pelkäävänsä pimeää metsää. Onkohan ihmistä, jota se ei edes pikkuisen pelottaisi? Minuakin se tahtoo hirvittää, vaikka olen harjoitellut pimeässä kulkemista runsaasti jo lapsena.

Alakoulussa koulumatkani oli kaksi ja puoli kilometriä valaisematonta, metsäistä maalaistietä. Sydäntalvella matka piti taittaa pilkkopimeässä. Perille saapuessa valo alkoi kajastaa taivaalla. Kerran vastaan tuli jo kodin lähellä valtava musta lintu, luultavasti ukkometso. Se oli yhtä iso kuin minä. Juoksin säikähtäneenä takaisin, ja sillä kertaa äiti vei minut autolla kouluun.

Muita välikohtauksia ei koskaan sattunut, enkä kuullut niitä sattuneen muillekaan. Silti muistan miettineeni koulutiellä esimerkiksi sitä, mitä tekisin suksisauvalla, jos susi yrittäisi kimppuun. Seudulla ei ollut susia, ja vaikka niitä nykyään toisin paikoin onkin, ne eivät ole Suomessa hyökänneet ihmisen kimppuun ainakaan sataan vuoteen.

 Tosiasiassa öinen skutsi on kertakaikkisen vaaraton paikka. Pahinta, mitä pimeällä polulla voi sattua, on kompastuminen. Mutta ei auta, evoluution jäljet ovat syvässä. Ihmiskunnan menneisyydessä pedot ja viholliset todella vaanivat meitä varjoissa. Siksi kammoksumme niitä vieläkin.

Mikon Pelko menee harhaan -jutussa psykologi Sointu Leikas kertoo, että uumoilemme ylipäätään herkästi ikävyyksiä. On kuitenkin tekijöitä, jotka tuudittavat ihmistä turvallisuuden tunteeseen. Hyvällä tuulella ja onnellisina pelkäämme selvästi vähemmän kuin allapäin. Myös vihan vallassa pelko haihtuu mielestä.

 Hallinnan tunne vähentää riskin tuntua. Auton ratissa hirvittää vähemmän kuin kyydissä. Suurituloiset, hyvin koulutetut, hyvässä ammattiasemassa olevat miehet ovat muita vähemmän huolisssaan melkein mistä tahansa, vaikkapa ydinjätteen loppusijoituksesta. Miehet yleensä kokevat riskit pienempinä kuin naiset - paitsi tasa-arvoisessa Ruotsissa. Siellä tutkijat Anna Olofsson ja Saman Rahid havaitsivat, että maahanmuuttajat pitivät riskejä suurempina kuin kantaruotsalaiset. Olofsson ja Rashid päättelivät, että riskikokemuksen erot juontuvat pikemminkin yhteiskunnallisesta asemasta kuin sukupuolesta. 

 Tiede.fi:n eilisen uutisen mukaan myös rakkaus antaa turvallisuuden tunnetta. Ne jotka tuntevat itsensä rakastetuiksi, pitävät maallista omaisuuttaan selvästi vähemmän arvokkaana kuin ne, joilta tämä täysin hyväksytyksi tulemisen kokemus puuttuu. He panevat turvansa mammonaan.

Paljonkos se naisten euro olikaan, 80 senttiä? Vai 96? Vai yli euron?

Jos palkkatasa-arvolla tarkoitetaan, että samasta työstä pitää maksaa samaa (tunti)palkkaa, se on Suomessa toteutunut. Naiset ja miehet tekevät eri töitä. Kun katsotaan samoja työtehtäviä, palkkaero on olematon tai hyvin niukasti miesten hyväksi - kun siis katsotaan kokonaisansioita.

Miehet tekevät kuitenkin enemmän työtunteja, joten tuntipalkassa erot sulavat kokonaan, tai kääntyvät naisten eduksi.

Feminismin kriitikko voisi huomauttaa, ettei tämä edes tähän jää: miehet maksavat samasta palkasta yhtä paljon eläkemaksuja kuin naiset. Naiset kuitenkin elävät paljon miehiä pitempään, ja tuo lisäelinikä sijoittuu lähes kokonaan työiän jälkeiseen aikaan. Naiset siis saavat eläkejärjestelmästä paljon enemmän kuin miehet, vaikka antavat sille samat tai jopa pienemmät panokset.

Mutta naistenpäivän kunniaksi jätetään feminismin kritiikki toiseen kertaan. Koska Suomessa on edelleen sukupuolten välinen työnjako, miehet naisia useammin työskentelevät suhteellisen hyvin palkatuilla “miesten aloilla”. Tämä selittää ylivoimaisen valtaosan siitä, miksi naisten euro on tutkimuksesta toiseen 80 senttiä tai hieman yli. Loput voi selittyä todellisella syrjinnällä, mutta myös eroilla tehdyissä työtunneissa ja sellaisissa eroissa eri tehtävien vastuullisuudessa, mitä tutkijoiden dataan ei sisälly. Jos joku on “projektipäällikkö”, jolla on vedettävänään iso hanke, hän todennäköisesti saa parempaa palkkaa kuin toinen samalla nimikkeellä, jonka hanke on kevyempi. On selvää, että kaikki tällaiset palkkaukseen vaikuttavat nyanssit eivät voi sisältyä dataan, jota tasa-arvoisuuden toteutumista ja palkkasyrjinnän esiintyvyyttä selvittävät saävat käyttöönsä.

Naiset ja miehet voivat Suomessa vapaasti hakeutua käytännöllisesti katsottuna mille aloille tahansa, lukuunottamatta ehkä naisten hallitsemaa heteroprostituutiota ja miesten hallitsemaa homoprostituutiota. Miksi tytöt tytöt opiskelevat sairaanhoitajaksi ja pojat insinööreiksi?

Yksinkertainen vastaus on: se johtuu ihmisluonnosta. Biologiset sukupuolierot voivat selittää sekä historiallisesti pysyviä että historiallisesti muuttuvia piirteitä sukupuolten välisessä työnjaossa. Stereotypioiden mukaisesti naiset suosivat hoiva-aloja ja miehet kaikkea, missä voi hahmottaa jonkin hilavitkuttimen avaruudellisia ominaisuuksia. Mutta tämä tuskin selittää ilmiöstä kuin osan. Mutta toisin kuin monet feministit ajattelevat, mitä enemmän työmarkkinoiden segregaatio ankkuroituu biologiaan, sitä parempi feminismille. Jos naiset valitsevat huonommin palkatun alan koulutuksen, vaikka aivan hyvin voisivat valita parempiin palkkoihin johtavan insinöörikoulutuksen, eiväthän he voi syyttää kuin itseään. Mutta jos voi osoittaa, että suurimmalle osalle naisia nuo paremmin palkatut tehtävät ovat biologisesti epäluontevia, voi paljon paremmin perustella reiluudella sitä, että “naisten aloilla” pitäisi maksaa parempaa palkkaa.

Mutta todellisuudessa taitaa olla niin, että miehet yksinkertaisesti arvostavat palkkaa enemmän. Siksi alojen välisten palkkaerojen tasoittaminen ei pitemmän päälle johda miesten ja naisten palkkojen tasoittumiseen. Yleisesti tunnettu huoli kaikilla naisistuvilla aloilla on, että niiden alojen palkkataso laskee. Se ei välttämättä johdu siitä, että naisille maksettaisiin jostakin syrjivästä syystä huonommin palkkaa, vaan siitä että koulutusalaa valitessaan pojat ja tytöt toimivat eri tavoin. Pojat ovat herkempiä vihjeille alojen palkkatasojen kehitystrendeistä. He hylkivät aloja, joilla palkkataso on laskussa, tai ainakin hakeutuvat nopeasti sen alan sisällä palkkakehityksessä paremmin säilyneille sektoreille. Lääkäri- ja toimittajakunta naisistuu, mutta kirurgiassa ja talousjournalismissa miesten osuus on vielä suhteellisen korkea.

Biologia ei muutu, joten sillä voi selittää vain yhteiskunnan muuttumattomia piirteitä. Todellinen arvoitus sisältyykin vaihteluun: siihen, miksi työmarkkinoiden sukupuolinen segregaatio kehittyy eri maissa eri tavoin.

Voisi ajatella, että kulttuurisesti tasa-arvoisemmat maat, kuten pohjoismaat, olisivat myös työmarkkinoilla alhaisen sukupuolisegregaation maita. Jostain syystä näin ei ole. Kun insinööri ja sairaanhoitaja kohtaavat treffeillä, lasku pannaan puoliksi. Kun he saavat jälkikasvua, isä on mukana synnytyksessä ja ottaa oman osuutensa vanhempainvapaasta. Mutta insinööri on tietysti mies ja sairaanhoitaja nainen. Machokulttuurin maissa työelämä ei ole sen enempää sukupuolittunut kuin meilläkään, joissakin jopa vähemmän.

Kun feministisimmissä maissa työelämä on sukupuolittuneempaa kuin konservatiivisemmissa maissa, käy mielessä kysymys: onko feministinen politiikka - esimerkiksi lupaus solidaarisesta palkkapolitiikasta - itse asiassa estänyt sukupuolenmukaisen työnjaon tasoittumista?

Einstein esitti suppean suhteellisuusteorian vuonna 1905. Se kelpaa vielä tänä päivänä kauniisti niin kauan kun gravitaatiota ei tarvitse ottaa huomioon, ja sen kummallisia ennusteita on nykyään testattu hiukkaskiihdyttimissä miljardisosan tarkkuudella. Gravitaation ottaminen mukaan leikkiin kesti kymmenen vuotta, mutta lopulta 1915 yleinen suhteellisuusteoria oli sisällöltään täysin valmis. Siitä on myöhemmin esitetty erilaisia muotoiluja ja sovelluksia, mutta teoriaa ei ole tarvinnut muuttaa piiruakaan. Koko ajan etsitään, mitä olisi yleisen suhteellisuusteorian takana, mutta mitään varmaa ei vielä tiedetä.

Suppea suhteellisuusteoria yhdistää ajan ja avaruuden erottamattomaksi kokonaisuudeksi, aika-avaruudeksi. Aika-avaruus säilyy kuitenkin tapahtumien passiivisena näyttämönä, joka on ikuinen ja aina samanlainen, aivan kuten klassisessa fysiikassa. Yleinen suhteellisuusteoria muuttaa tämän, ja nostaa aika-avaruuden vireäksi toimijaksi, jonka käytöksessä on kaikenlaista ihmettelemistä. Se määrää, kuinka avaruus muuttuu ajassa siksi että se vuorovaikuttaa aineen kanssa ja kertoo miten aine liikkuu avaruudessa. Aineen ja aika-avaruuden muutokset ovat tiukasti kietoutuneet.

Yleisen suhteellisuusteorian keskeinen oivallus on se, että gravitaatio on aika-avaruuden ominaisuus. Newtonin 1600-luvulla muotoileman klassisen mekaniikan mukaan gravitaatiossa oli kyse siitä, että massojen välillä on voima, joka vetää niitä kohti toisiaan. Yleinen suhteellisuusteoria paljastaa, että tapahtuma on monimutkaisempi. Massa kaareuttaa aika-avaruutta, ja kappaleet liikkuvat sitten eri tavalla, koska avaruus ei ole enää tasainen.

Kun gravitaatio on heikkoa, yleisen suhteellisuusteorian ennustamat liikkeet ovat melkein samanlaiset kuin Newtonin gravitaatioteoriassa, vaikka tulkinta eroaakin. Esimerkiksi Aurinko kaareuttaa avaruutta siten, että planeetat kulkevat ratojaan sen ympärillä sen sijaan että kulkisivat suoraan, melkein kuin klassinen mekaniikka ennustaa. Mutta pieniä eroja on.

Aurinkokunnan liikkeet ovat olleet tarkan syynäyksen kohteena ja vähäisetkin poikkeamat on huomattu ja kirjattu muistiin. Esimerkiksi Merkuriuksen rata kiertyy vuosisadassa noin prosentin verran enemmän kuin mitä Newtonin teoria ennustaa. Ongelma oli ollut tiedossa 1800-luvun puolivälistä alkaen, mutta vasta yleinen suhteellisuusteoria tarjosi siihen tyydyttävän selityksen: Merkurius kantaa viestiä siitä, että Aurinko kaartaa avaruutta. (Kenties Pioneer-anomalialla osoittautuu olevan samanlainen rooli yleisen suhteellisuusteorian kanssa.)

Yleinen suhteellisuusteoria ennustaa myös selkeästi, että koska gravitaatio on aika-avaruuden ominaisuus, se vaikuttaa kaikkeen avaruudessa liikkuvaan, mukaan lukien valoon. Massa näyttää siis vetävän valoa puoleensa. Ilmiö on heikko, mutta onnellisten sattumien ansiosta se oli mahdollista mitata vuoden 1919 auringonpimennyksessä. Idea oli yksinkertainen: katsotaan tähtikuvioita kun niiden valo kulkee aivan Auringon vierestä ja verrataan siihen, miltä ne näyttävät ollessaan kaukana Auringosta. Ilmakehän häiriöt, tiellä olevat pilvet ja muut olosuhteet vaikeuttivat havaintojen tekemistä ja tulkintaa, mutta tiedeyhteisö kuitenkin katsoi yleisen suhteellisuusteorian ennusteen olevan toteen näytetty.

Kun yleinen suhteellisuusteoria oli osoittanut voimansa ensinnäkin selittämällä aukottomasti ongelman, jota oli mietitty pitkään ja toisekseen ennustamalla oikein kokonaan uuden ilmiön, se hyväksyttiin nopeasti. Joskus kuulee valitusta siitä, että Einsteiniakaan ei aikanaan ymmärretty, mutta minusta on päinvastoin kenties yllättävää, miten pikaisesti yleinen suhteellisuusteoria omaksuttiin vain kahden kokeen perusteella. (Einstein oli toki jo saanut kannuksensa suppean suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan parissa.)

Yleinen suhteellisuusteoria ennustaa muitakin uusia ilmiöitä kuin valon taipumisen. Se ei ole ensisijaisesti teoria kappaleiden tai valon liikkeistä, vaan aika-avaruudesta itsestään, mikä avaa kokonaan uuden ilmiömaailman. Vain kuukausi yleisen suhteellisuusteorian esittämisen jälkeen löydettiin mustia aukkoja kuvaava ratkaisu.

Mutta miksi tyytyä yhteen aurinkokuntaan tai mustaan aukkoon? Jo 1920-luvulla päästiin suhteellisuusteorian suureellisimpaan kuviteltavissa olevaan käyttöön: koko olevaisen aika-avaruuden, maailmankaikkeuden, kuvaamiseen. Kosmologian synty onkin seuraavan merkinnän aihe.