BLOGIT

LHC jatkaa paahtamista: helmikuusta kesäkuuhun kokeet ovat keränneet 30 kertaa enemmän dataa kuin koko viime vuonna. Tämä tarkoittaa, että kaikki yli puolen vuoden takaisiin tuloksiin perustuvat tarkastelut ovat nyt auttamattomasti vanhentuneita. Analyysien tekeminen kiiruhtaa eteenpäin lomalaisia säälimättä: tulokset uudesta datasta julkistettiin viime viikolla, vain kuukausi sen jälkeen kun ne oli kerätty. Tämän kuukauden aikana datan merkitys erilaisille malleille analysoitiin ja tulokset kirjoitettiin, arvioitiin ja hyväksyttiin tuhatpäisten tutkimusryhmien sisällä ja julkiset esitykset valmistettiin.

Vuosien odottelun ja hitaan alun jälkeen tahti kiihtyy jatkuvasti. Vuoden toiselta puoliskolta odotetaan 2-4-kertaista datan määrää, eli koko vuoden saalis lienee satakertainen viime vuoteen verrattuna. Hitaasti mutta vakaasti monta vuotta Fermilabissa Yhdysvalloissa toiminut Tevatron-kiihdytin ei pysy enää perässä: se on auttamatta poissa Higgs-kisasta.

Kaiken tämän uuden tiedon voi tiivistää seuraavasti: LHC ei ole löytänyt mitään. Supersymmetria on entistä ahtaammalla (tekniväristä en tiedä) eikä mainostilaa saaneista kummajaisista kuten ylimääräisistä ulottuvuuksista ja mustista aukoista (odotetusti) näy jälkeäkään. On kuitenkin vain ajan kysymys koska löytyy Higgs tai jotain muuta.

Hiukkasfysiikan Standardimallin Higgs-hiukkasesta tiedetään kaikki muu paitsi massa. Jos Higgsin hiukkasen massa on pieni, se on helppo tuottaa hiukkastörmäyksissä, joten se olisi jo nähty aiemmissa kiihdyttimissä, joiden puhti ei ollut LHC:n luokkaa. Jos Higgsin hiukkasen massa on suuri, se on helppo löytää LHC:n törmäyksissä syntyvän roinan seasta. Nyt molemmat ääripäät on suljettu pois ja Higgs on ajettu nurkkaan. Jos Higgsin hiukkanen on olemassa, se majailee tuolla kokeellisesti kaikkein vaikeakulkuisimmalla seudulla. LHC kaventaa tuntematonta aluetta päivä päivältä ja jos Higgs on olemassa, on toivoa (joskaan ei varmuutta), että se jää kiinni vuonna 2011. Jos Standardimallin Higgsiä ei ole olemassa, siitä ainakin pitäisi saada tieto vuoden loppuun mennessä. Avainsana on “Standardimallin”: esimerkiksi yksinkertaisimmissa supersymmetrisissä malleissa Higgsin hiukkasia on viisi kappaletta joista jokaisella on omat erityispiirteensä, joiden avulla ne saattavat piiloutua hieman kauemmin. Mutta Higgsin vaniljaversion pitkä pakomatka päättyy pian.

Gravitaatioaaltojen yhteydessä tuli esille kysymys siitä, onko kokeellisesti varmennettu, millä nopeudella gravitaatiovuorovaikutus välittyy.

Newtonin klassisessa gravitaatioteoriassa massojen aiheuttama gravitaatiokenttä muuttuu heti kaikkialla kun kappaleiden paikat muuttuvat. Kun Maa matkaa radallaan eteenpäin, tieto tästä siirtyy avaruuden kaukaisimpiinkin kolkkiin saman tien. Yleisessä suhteellisuusteoriassa informaatio sen sijaan kulkee korkeintaan valonnopeudella.

Näin siis teorian puolella. Kysymys siitä, onko asia kokeellisesti varmennettu ei ole aivan yksinkertainen. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatiossa on kyse aika-avaruuden kaarevuudesta. Kaarevuus voi ilmetä eri tavoin: yksi sen piirre johtaa kappaleiden väliseen näennäiseen vetovoimaan ja toinen on vastuussa gravitaatioaalloista. (Edellisessä merkinnässä laitoin hieman mutkia suoriksi samaistaessani nämä kaksi asiaa.) Jos Aurinko pysyisi täysin muuttumattomana paikallaan (niinkuin se melkein tekeekin), se ei lähettäisi gravitaatioaaltoja, mutta pitäisi kyllä planeetat radoillaan.

Kaarevuuden kummatkin puolet seuraavat yleisen suhteellisuusteorian peruslähtökohdista: erityisesti molemmissa tapauksissa muutosten etenemisnopeus on valonnopeus. Valonnopeuden rooli yleisessä suhteellisuusteoriassa on keskeinen: se kytkee ajan ja avaruuden erottamattomaksi kokonaisuudeksi, esiintyy teorian jokaisessa yksityiskohdassa ja muovaa kaikkia sen ilmiöitä. Niinpä voidaan sanoa, että jokainen yleisen suhteellisuusteorian lukuisista kokeista testaa valonnopeuden merkitystä ja vahvistaa käsitystä gravitaation kulkunopeudesta. Esimerkiksi yleisen suhteellisuusteorian huomioon ottaminen on välttämätöntä GPS-järjestelmän toimivuudelle: jos yhtälöissä esiintyisi valonnopeuden sijaan joku muu suure, paikanmääritykset eivät vastaisi todellisuutta.

GPS ei liity suoranaisesti gravitaation kulkunopeuteen, mutta yleinen suhteellisuusteoria on yksi kokonaisuus, jonka osat ovat erottamattomia. Ei ole mitään nuppia, josta voisi vaihtaa gravitaation vaikutusnopeutta. Jos haluaa gravitaatioaaltojen matkaavan valoa hitaammin, pitää esittää joku kokonaan uusi teoria, laskea siitä kaikki ennusteet alusta alkaen ja katsoa vastaavatko ne havaintoja. (Yleensäkin teorioita on vaikea osoittaa vääriksi ellei ole jotain mihin verrata, kuten Pioneer-anomalia valaisee.)

Yleisen suhteellisuusteorian laajentaminen tällä tapaa ei ole aivan yksinkertaista, eikä sille ole oikein motivaatiotakaan. Moiset seikat eivät teoreetikkoja estä, joten vuosien varrella on kasailtu erinäisiä malleja joissa gravitaatiovuorovaikutus kulkee valoa hitaammin tai nopeammin. Mitkään kokeet ole tukeneet näitä vaihtoehtoja suhteellisuusteorian sijaan. Tämän voi katsoa tukevan yleistä suhteellisuusteoriaa ja vahvistavan käsitystä gravitaation nopeudesta, mutta mitään lopullista vastausta se ei tarjoa.

Vaikka olisi kivenkovan skeptinen, on vaikea välttää myöntämästä, että näennäisen vetovoiman muutokset etenevät valonnopeudella, koska vetovoimasta on niin monta tarkkaa koetta, kuten GPS, Merkuriuksen radan kiertyminen, kosmisen mikroaaltotaustan epätasaisuudet ja niin edelleen. Gravitaatioaalloista on vain yksi epäsuora havainto, joten niiden etenemisnopeuden voi vielä kyseenalaistaa — jos on valmis näkemään paljon vaivaa vaihtoehtojen rakentamiseen.

Olin kymmenen päivää Suomenlahdella, Saaristomerellä ja Ahvenanmaalla poljettavalla purjetrimaraanikajakillani. Koska alukseni herättää huomiota, pääsin juttelemaan purjehtimisesta aika moneen otteeseen. Eräs kulttuuriero ei lakkaa hämmästyttämästä.

Pääjakolinja on tietysti moottoriveneilijät ja kaikki muut. Halvimmalla kajakilla melojat ja isoimmalla Swanilla purjehtijat ovat herttaisen yksimielisiä siitä, että jos nyt eivät kaikki niin ainakin aivan liian monet moottoriveneilijät ovat merellä piittaamatonta, holtitonta ja merimiestaidotonta väkeä, joka satamassa meluaa humalassa ja jättää kaljatölkkinsä minne sattuu.

Mutta melojan ja veneilijän erottaa saaristokahvilassa myös heti puheista. Melojan päivämatkat ovat aina kilometrejä ja keskinopeudet kilometrejä tunnissa. Veneilijä mittaa samat asiat vielä vuonna 2011 merimaileissa eli meripeninkulmissa (1852 metriä) ja solmuissa (merimailia tunnissa). Samat eurooppalaiset veneilijät, jotka autossa kyllä käyttävät mukisematta metrijärjestelmää.

Minun on vaikea nähdä merimaileissa huviveneilyssä mitään muuta kuin yritys liittää itsensä hienoon, wanhaan merimiesperinteeseen. Käytännöllistä hyötyähän merimaileista on vasta todella pitkillä etäisyyksillä. Vanhan määritelmän mukaan meripeninkulma vastaa kaariminuuttia pituuspiiriä pitkin. Harva nyt kuitenkaan on pituus- ja leveyspiireistä kiinnostunut. Vierassataman tai venebensiksen koordinaatitkin ilmaistaan nykyään yleensä yhtenäiskoordinaattijärjestelmässä.

Se hyvä puoli solmuissa tietysti on, että purjehtija muuttaa ne helpommin metreiksi sekunnissa (likiarvon saa puolittamalla) kuin kilometrit tunnissa metreiksi sekunnissa (tarkka arvo jakamalla 3,6:lla). Jos purjealus tiettyyn tuulen suuntaan kulkee noin puolet tuulen nopeudesta - mikä ei ole kovin epärealistista - laskutoimitus on hyvin suoraviivaista: viisi metriä sekunnissa tuulta, perillä viiden merimailin päässä ollaan tunnissa.

Mutta mitäpä jos alettaisiin ilmoittaa säätiedotuksissa tuuli kilometreinä tunnissa? Kaikista kerto- ja jakolaskuista päästäisiin saman tien. Etäisyydet hahmotettaisiin maalla samalla tavoin kuin merelläkin, eli Hankoon on Helsingistä noin 130 kilometriä, kun sekä kantatiellä 51 että Porkkalan kiertävällä väylällä on hieman mutkaa. Tuulen hahmottaisi myös heti: jos tuulee 20 kilometriä tunnissa (runsaat 5,5 m/s), se vastaa samaa kuin ajoviima tyynessä pyöräillessä, siis tavanomaista kaupunkipyöräilyvauhtia.

Merikarhut eivät sitten voisi erottua maakravuista enää mittayksiköissä, mutta puhukoot sitten skuuteista, vanteista, haruksista, fendereistä ja spinnuista, niin ryhmäidentiteetti tulee selväksi.

Kun sivilisaatiohistorian dosentti Tapani Hietaniemi kuoli toissa syksynä, hänen facebook-seinänsä täyttyi kauniista muisteloista. Muuan ystäväni kertoi hiljattain kuolleesta koulukaveristaan, jonka fb-seinä oli yhä olemassa niin kuin mitään ei olisi tapahtunut.

Jos kuolen, lailliset perilliset pääsevät ymmärtääkseni pankkitililleni heti, kun tarvittavat juridiset kiemurat on täytetty. Käsittääkseni Facebookistakin on ollut jokin lehtijuttu viime kuukausina. Kai siellä on joku töissä, joka suostuu läheisten toivomuksesta esimeriksi poistamaan tai lukitsemaan tilin.

Mutta ihmisillähän on lukemattomia tilejä virtuaalimaailmassa: sähköposteja, asiakkuuksia ja mitä kaikkea. Joissakin niissä on kiinni rahaa. Jos minulla on ikuinen tai pitkäaikainen lisenssi johonkin kalliiseen palveluun, se voi kiinnostaa perillisiäkin. Entäpä sellaiset sähköpostit, jotka perikunta oikeastaan tarvitsisi erilaisten taloudellisten asioiden hoitamiseksi? Tai joista elämäkerran kirjoittaja tai sukututkija voisi olla kiinnostunut?

Nettiä kaikkein aktiivisimmin käyttävät ikäluokat elävät ilmeisesti vielä niitä elämänvaiheita, joissa vuotuinen kuolleisuus on promillen luokkaa. Mutta pian tarvittaisiin jotain pelisääntöjä. Onko niitä jo kehitelty jossain? Pitäisikö kaikki salasanat erilaisiin palveluihin, joiden haluaa olevan läheistensä käytettävissä kuoleman jälkeen, pitää jossakin netissä yhdessä tiedostossa, ja sen salasanaa suljetussa kirjekuoressa testamentin yhteydessä?

Tätä näkyy pohditun jonkin verran. Nathan Hammond pohtii blogissaan samanlaisen yleisavaimen luomista kuin minä edellä.

Kokonaan toinen juttu on sitten se, mitä haluaa itsestään jäävän jäljelle avoimeen, hakukoneiden löytämään nettiin. Jed Brubaker pohtii sitä.