Euroopan avaruusjärjestön haastavin hanke on toteutumassa, kun Planck- ja Herschel-satelliitit laukaistaan avaruuteen tänä keväänä. Suomalaistutkijatkin odottavat uutta satelliittiparia vesi kielellä.



Euroopan avaruusjärjestön haastavin hanke on toteutumassa, kun Planck- ja Herschel-satelliitit laukaistaan avaruuteen tänä keväänä. Suomalaistutkijatkin odottavat uutta satelliittiparia vesi kielellä.


Julkaistu Tiede-lehdessä 4/2009



Planck-satelliitti ja Herschel, josta tulee maailman suurin avaruuskaukoputki, laukaistaan avaruuteen samalla Ariane 5 -kantoraketilla.

Herschel on yleiskaukoputki, joka havainnoi infrapuna-aaltoja ja kaikkein lyhyimpiä radioaaltoja. Hieman pidempiä radioaaltoja rekisteröivä Planck on puolestaan rakennettu yhtä tarkoitusta varten: sillä mitataan alkuräjähdyksen jälkihehkua eli kosmista taustasäteilyä.

Miksi meidän eurooppalaistenkin piti rakentaa kosmista taustasäteilyä havainnoiva satelliitti, vaikka yhdysvaltalaisten WMAP-satelliitti on kartoittanut sitä erittäin tarkasti jo vuodesta 2001? Ovatko tähtitieteilijät sortuneet Euroopan ja Yhdysvaltojen väliseen kilpavarusteluun?


Katsotaan kaukaisinta

Kosmiseen taustasäteilyyn tallentuivat pikkuriikkiset tiheyserot, jotka vallitsivat universumissa noin 380 000 vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Myöhemmin hieman tihemmistä kohdista kasvoi galakseja.

- Kosminen taustasäteily on kaukaisinta säteilyä, jota pystymme havaitsemaan. Laskemalla taustasäteilymittauksista taaksepäin nähdään universumin alkuun, Hannu Kurki-Suonio selittää. Hän on Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen kosmologian lehtori.

Sittemmin maailmankaikkeus on laajentunut tuhatkertaiseksi. Taustasäteily on levinnyt kaikkialle - se ympäröi meitäkin - ja jäähtynyt noin kolmeen asteeseen. Radiosäteilyn aallonpituutena tämä vastaa 1-10 millimetriä.

Planck-satelliittiin onkin pakattu radioantenni useine erilaisine vastaanottimineen. Yksi tärkeimmistä on rakennettu Suomessa; se mittaa 70 gigahetrsin eli 4,3 millimetrin aaltoja. Vastaanottimen suunnittelusta ja valmistuksesta vastasi Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen teknologiajohtaja Jussi Tuovinen.


Planck erottaa siemenet

Taustasäteilyä mittaamalla voidaan periaatteessa määrittää kaikki maailmankaikkeuden keskeiset ominaisuudet.
WMAP-satelliitti onkin jo ehtinyt tiedottaa avaruuden muodon (laakea), iän (13,73 miljardia vuotta) ja massan eli keskimääräisen energiatiheyden. Se on myös kuuluttanut, mistä massa koostuu: tavallista ainetta on 5 prosenttia, pimeää ainetta 23 ja pimeää energiaa 72.

- WMAP ei ole kuitenkaan saanut kovin tarkkoja mittauksia tiheysvaihteluiden luonteesta. Planck erottaa kolme kertaa pienempiä yksityiskohtia, Kurki-Suonio sanoo. - Itse asiassa Planckin kartoituksen jälkeen lämpötilaerot tunnetaan käytännöllisesti katsoen niin hyvin kuin on mahdollista.

Tiheysvaihtelut ovat siis galaksien siemeniä. - Niiden alkuperä on nykykosmologian keskeisiä kysymyksiä. Tutkimusryhmämme tarkoitus on päätellä Planckin havainnoista, mikä fysikaalinen prosessi ne on synnyttänyt, Kurki-Suonio kertoo.


Valttina herkkyys

Nykyään lupaavimpana pidetään ajatusta, jonka mukaan maailmankaikkeuden alussa tapahtunut supernopea laajeneminen, niin sanottu inflaatio, tuotti tiheyserot. Tähän ideaan perustuvia selityksiä on kuitenkin lukuisia, ja tutkijat haluavat karsia niitä.

Planck voi auttaa, sillä se on herkempi kuin WMAP mitattaessa taustasäteilyn polarisaatiota. Polarisaatio on vielä heikompi ilmiö kuin tiheysvaihteluista kertovat säteilyerot.

- Informaatio varhaisen maailmankaikkeuden tiheyseroista sekoittuu siihen rakenteeseen, jonka läpi taustasäteily kulkee tänne meille. Siksi on mitattava myös säteilyn polarisaatio, sillä siihen myöhempi rakenne ei vaikuta, Hannu Kurki-Suonio selittää.

- Planckin polarisaatiohavaintojen perusteella odotetaan lisäksi vastausta esimerkiksi kysymykseen, syntyikö alkuräjähdyksessä gravitaatioaaltoja.


Kvasaarit osuvat kuvaan

Planck kartoittaa koko taivaan taustasäteilyn. Aivan ensimmäiseksi sen havainnoista on siivottava pois taustasäteilyn mittausta sotkeva muiden taivaankappaleiden säteily.

Teknillisen korkeakoulun Metsähovin radiotutkimusaseman johtaja Merja Tornikoski kollegoineen on kiinnostunut muun muassa taustasäteilymittauksiin sattuvista kvasaareista. Ne ovat galakseja, joiden ytimessä on supermassiivinen musta aukko.

- Planckin havaintojen avulla saamme entistä paremman kokonaiskuvan tutkittavissa kvasaareissa tapahtuvista säteilypurkauksista, Tornikoski selittää.

- Samalla kun Planck kerää tuloksiaan, me hankimme lisätietoa Metsähovin radioteleskoopilla ja muilla maanpäällisillä kaukoputkilla. Toivon mukaan meillä on parin vuoden päästä paljon lisäpaloja palapelissämme, jolla selvitämme kvasaarien rakennetta ja fysiikkaa.

Tornikoski odottaa Planckin löytävän myös kokonaan uusia kiinnostavia kvasaareita. Samaa odottavat innokkaasti Turun yliopiston tutkijat. Planckin löytämiä kohteita, niin kvasaareita kuin muitakin, tutkitaan myös Herschel-avaruuskaukoputkella.


Herschel näkee pölyn läpi

Herschelillä ratkotaan tähtien ja galaksien syntyyn ja kehitykseen liittyviä arvoituksia.

- Sen ja aiempien avaruuskaukoputkien ero on paremmassa erotuskyvyssä, jonka tuottaa suuri peili. Mutta havaintoja voi myös tehdä monella uudella aallonpituudella, Helsingin yliopiston observatorion tutkija Mika Juvela kertoo.

Euroopan avaruusjärjestö myönsi jo vuosi sitten Juvelan johtamalle kansainväliselle tutkijaryhmälle havaintoaikaa Herschelille. Ryhmä tutkii Linnunradan kaasu- ja pölypilviä, joissa syntyy tähtiä.

Herschelin 3,5-metrisen peilin hiomisesta on vastannut Tapio Korhonen Opteon Oy:stä. On helppo arvata, mitä hän toivoo:

- Odotan, että peili selviää laukaisun kiihtyvyyksistä ja tärinöistä, onhan se aika ohutrakenteinen ja varsin herkkää materiaalia. Onneksi Ariane 5 -raketit ovat olleet viime vuosina luotettavia.
Peukut pystyyn!


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


Planck ja Herschel lähtökuopissa


Satelliitit laukaistaan samalla Ariane 5 -kantoraketilla Ranskan Guyanassa sijaitsevasta Kouroun avaruuskeskuksesta. Niiden tiet eroavat noin 2,5 tuntia laukaisun jälkeen.

Päämäärä on kuitenkin yhteinen: vakaaksi havaintopaikaksi tiedetty toinen Lagrangen piste noin 1,5 miljoonan kilometrin päässä Maasta. Kummankin satelliitin matka sinne vie alle puoli vuotta.






























 Planck Herschel
Havaintolaitteet  Havaintolaitteet 1,5-metrinen radioantenni, johon on liitetty pitkiä aaltoja rekisteröiviä vastaanottimia ja lyhyitä aaltoja mittaavia bolometrejä. 3,5-metrinen kaukoputki, johon on liitetty erilaisia huipputarkkoja spektrometrejä ja kuvia ottavia fotometrejä.
Rekisteröitävät aallonpituudet Radioaallot (0,3-10 mm)  Infrapunasäteilystä radioaaltoihin (0,060-0,670 mm)
Havaintolaitteiden jäähdytys (herkkyyden lisäämiseksi) Kestää noin 1,5 kuukautta Tehdään matkalla
Testaaminen, kalibrointi ja toiminnan varmistaminen  Kestää noin 1,5 kuukautta Tehdään matkalla
Ensimmäiset tieteelliset tulokset  2012 Kartoittaa taivaan 7 kuukaudessa; tarkkoihin tuloksiin tarvitaan vähintään kaksi kartoitusta. Etualan kohteista voi tulla tuloksia aiemminkin 2010 Eri hankkeista tuloksia eri aikaan
Toiminta-aika (kestää niin kauan kuin nestemäistä heliumia riittää jäähdytykseen) Kaksi-kolme vuotta   Kaksi-kolme vuotta 
Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25798
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.