Tutkijat spekuloivat niin sanotuilla Boltzmannin aivoilla, jotka syntyvät tyhjästä. Jos ne ovat yleisiä, mekin ehkä olemme pelkät aivot ja kuvamme universumista on silkkaa illuusiota.


Jos ne ovat yleisiä, mekin ehkä olemme pelkät aivot ja kuvamme universumista
on silkkaa illuusiota.




Tiede on siitä hauskaa, että sen avulla voi aina silloin tällöin räjäyttää tajuntansa perusteellisesti. Tällä kertaa jopa aivan konkreettisesti, sillä nyt joukko kosmologeja spekuloi aivoilla, jotka putkahtelevat tyhjästä avaruudesta.

Kyse ei ole mahdottomuudesta - kunhan aikaa riittää. Historiallisista syistä puhutaan Boltzmannin aivoista.

Luonto on tunnetusti säästäväinen. Miksi siis rakentaa tähtiä ja galakseja, jos kerran sama hoituu pelkillä aivoilla? Entä jos mekin olemme Boltzmannin aivoja? Sisästäpäin tulevat ärsykkeet antavat meille vaikutelman loogisesta ulkoisesta maailmasta, mutta todellisuudessa sitä ei olekaan. Pelottava ajatus.

Uskovatko kosmologit todella tyhjässä leijaileviin aivoihin? Jani Sainio, väitöskirjaansa valmisteleva teoreettinen fyysikko, auttaa ymmärtämään, mistä näissä aivoituksissa on kyse.


Tyhjiössä syntyy häiriö

Aivot on nimetty arvostetun itävaltalaisen fyysikon Ludvig Boltzmannin mukaan. Hän oli termodynamiikan ja tilastollisen mekaniikan pioneereja ja järkeili 1800-luvulla, että koko universumi syntyi, kun avaruudessa tapahtui harvinainen häiriö.

Käsityksemme universumista on muuttunut sitten Boltzmannin aikojen. Emme enää pidä maailmankaikkeutta vakaana, yhden ainoan galaksin täyttämänä tilana. Nyt kosmologit ajattelevat universumin sisältävän satojen miljardien galaksien lisäksi niin sanottua pimeää energiaa, joka panee kaikkeuden laajenemaan kiihtyvään tahtiin.

Nykyfyysikot lähestyvät tyhjääkin hieman eri kannalta kuin Boltzmann. He käyttävät pienen mittakaavan ilmiöitä kuvaavaa kvanttifysiikkaa.

- Kvanttifysiikan tyhjiö ei ole tyhjää täynnä samassa mielessä kuin tyhjä avaruus. Siihen liittyy esimerkiksi minimienergia, jonka ajatellaan olevan universumia kiihdyttävää pimeää energiaa, selittää Turun yliopistossa kosmologiaa tutkiva Jani Sainio.

- Pimeä energia tekee tyhjiöstä epävakaan. Satunnaisten kvanttifluktuaatioiden, heilahtelujen, takia yhteen paikkaan voi pakkautua niin paljon energiaa, että siitä pulpahtaa kokonainen universumi, syntyy musta aukko tai sitten paikalle ilmestyy havainnoija, jota nimitetään Boltzmannin aivoiksi, Sainio jatkaa.


Kunhan vain aikaa piisaa

Sainio painottaa, että mitä monimutkaisemmasta asiasta on kysymys, sitä epätodennäköisempää sen ilmestyminen tyhjästä on. Ruuvimeisselin synty on siis todennäköisempää kuin sähköporan.

Boltzmannin aivojen muodostuminen kvanttiheilahteluista on suunnilleen yhtä todennäköistä kuin metsäpalot Marsissa. Mutta kaikki mikä ei ole erityisesti kiellettyä, tapahtuu, kun aikaa on tarpeeksi - ja nyt puhutaan todella pitkistä ajoista. Kyse on monta kertaa niin pitkästä ajasta kuin universumimme ikä 13,7 miljardia vuotta.

Jos tyhjästä jotakin ilmestyy, niin se ei elä pitkään. - Lähes kaikki Bolzmannin aivotkin tuhoutuisivat välittömästi, Sainio toteaa. Suurin osa hieman pidempään säilyvistäkin olisi sellaisia, jotka eivät pystyisi tietoiseen havainnointiin. Vain ani harvoin tyhjästä putkahtaisi jotain yhtä monimutkaista kuin meidän aivomme.

Kuvittelen jo lääkärin vastaanotolla näkemäni muoviaivot leijumassa mustan avaruuden äärettömyydessä.

Sainio tipauttaa minut maan pinnalle kertomalla, ettei Bolzmannin aivojen tarvitse muistuttaa omiamme. Riittää, että ne pystyvät tekemään havaintoja. Kyse voi olla myös keinoälystä tai älykkäästä alienista, koostui se mistä vain.


Oletko vai etkö ole?

Boltzmannin aivot ovat äärimmäisen epätodennäköisiä, mutta ehkä niitä on sittenkin ehtinyt syntyä jo yksi tai muutama.

Irtoaivojen muistikuvat perustuisivat kvanttifluktuaatioihin, ja niiden käsitys universumista olisi vailla todellisuuspohjaa. Käsitys voisi olla joko aivan absurdi tai näennäisesti johdonmukainen. Jos olisimme Bolzmannin aivoja, emme siis voisi luottaa edes siihen, että loogisilta vaikuttavat havainnot perustuvat todellisuuteen.

Fyysikoita ja tähtitieteilijöitä ajatus ei viehätä, ja niinpä he etsivät keinoja, joilla tuhota universumi, ennen kuin aivoja ehtii muodostua. Järkeily etenee tähän tapaan: jos laskelmat osoittavat universumin kuolevan, ennen kuin tyhjästä ehtii syntyä aivoja, mekään emme todennäköisesti ole niitä.

Ehkä pimeä energia ratkaisee tilanteen universumin eduksi.

- Pimeän energian luonnetta ei vielä tunneta. Yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttifysiikan yhdistämisyritykset viittaavat siihen mahdollisuuteen, että se lakkaa ajan myötä hallitsemasta universumia. Näin välttyisimme Boltzmannin aivoilta, Sainio pohtii.

Hetkinen, onko koko spekulaatiossa mitään järkeä? Jos todella olemme Boltzmannin aivoja, emme saa sitä koskaan selville. Kaikkihan on vain illuusiota. Tämä artikkeli on illuusio - ja luonnollisesi myös sinä ja muistosi, hyvä lukija.


Tuho päästää pälkähästä

Jani Sainio korostaa, että ajatus Bolzmannin aivoista on vakavan tutkimustyön sivutuote; ne ovat tulleet esiin pohdittaessa mystistä pimeää energiaa ja koko universumin tulevaa kohtaloa. - Tuskin yksikään tutkija tosissaan uskoo, että tulevaisuuden universumia kansoittavat leijuvat aivot.




Tieteellinen spekuloija koettelee tietämyksen rajoja. Hän


- on usein huippututkija, joka on ansainnut kannuksensa muilla tutkimustuloksilla. Siksi itseluottamusta riittää hurjiinkin visioihin.
- hallitsee fysiikan ja osaa käyttää matemaattisia apuvälineitä.
- pyrkii visioillaan ymmärtämään fysiikan lakeja.
- pyrkii spekulaatioihin, joiden oikeellisuutta voitaisiin testata, jollei heti, niin myöhemmin. Käyttää siis mielikuvitustaan kurinalaisesti.
- tuntee muiden tekemät tutkimukset, jotka liittyvät aiheeseen tai sivuavat sitä.
- ymmärtää ideansa puutteet.
- on valmis muuttamaan teoriaansa tai luopumaan siitä kokonaan, kun uudet tutkimustulokset tai havainnot niin vaativat.


Lisa Dyson

Andrei Linde

Don Page







Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


 

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5216
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti